JPH01242768A - マスク蒸着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 真空蒸着に使用するメタルマスクに関し、メタルマスク
の撓みによる蒸着粒子の回り込みを無くすることを目的
とし、 メタルマスクを磁性金属板を用いて形成し、被処理基板
の背後に板状の磁石を置き、この磁石によりメタルマス
クを磁気吸引させた状態で真空蒸着を行い、マスク蒸着
方法を構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は微細パターンの形成に使用するマスク蒸着方法
に関する。

大量の情報を迅速に処理する必要性から情報処理装置は
高密度実装が行われており、使用部品の小形化が推進さ
れている。

こ＼で、導体線路や電極などの微細パターンの形成法と
してはマスク蒸着法と写真蝕刻技術（フォトリソグラフ
ィ）とがある。

すなわち、前者は真空蒸着或いはスパッタによる薄膜形
成に際し、被処理基板の上に予めパターンの六開けが行
われているマスクを密着することにより薄膜パターンの
形成を行うものである。

また、後者は被処理基板の上に真空蒸着やスパッタなど
の物理的方法或いは化学気相成長法（ＣｈｅｌＩｌｉｃ
ａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ略称ＣＶＤ）
などの方法で薄膜を作り、感光性レジストを被覆した後
、マスクを通して紫外線を照射して後に現像し、レジス
トパターンを作り、湿式エツチング或いは乾式エツチン
グを行って蒸着薄膜を選択エツチングして微細な薄膜パ
ターンを形成するものである。

こ−で、前者のマスク蒸着法は後者に較べるとパターン
精度において遜色があるもの＼、筒便であり、また厚い
パターンも形成できることから広く使用されている。

〔従来の技術〕

マスク蒸着によるパターン形成は電子部品に限らず装飾
や織物の部門などあらゆる用途に互って行われているが
、こ＼ではフリップチップタイプの半導体ＩＣ（略して
フリップチップＩＣ）を例として説明する。

フリップチップＩＣは半導体ＩＣの集積回路形成面の上
に、マトリックス状に、或いはチップの周辺に沿って半
田からなる電極端子（半田バンプ）を設けたものである
。

そして、これを予めアルミナ（α−Ａｌ２Ｏいなどから
なる耐熱性の多層基板の上に形成されている電極パッド
に位置合わせ、基板加熱を行ちて半田を融着させ回路接
続を行うことにより装着が行われている。

こ＼で、半田バンプの形成にはマスク蒸着法が使用され
ており、半田を５０〜６０μｍの厚さに形成している。

すなわち、集積回路の形成の終わった半導体基板（ウェ
ハ）の上に半田バンプ形成位置を除いて二酸化硅素（Ｓ
ｉｎｇ）、酸窒化硅素（ＳｉＯＮ）、窒化硅素（ＳｔＪ
４）などの耐湿保ｒＦＬ層を形成した後、メタルマスク
を密着させて蒸着源の上に置き、半田蒸着を行って半田
バンプを形成している。

こ＼で、メタルマスクとしては厚さが１００〜２００　
μｍでモリブデン（Ｍｏ）、コバール（Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆ
ｅ合金）、４２７０イ（４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金）などが
使用されている。

然し、半田バンプの高さが数１０μｍの厚さになるまで
真空蒸着を行うと、加熱によってメタルマスク自体が膨
張すること＼、メタルマスクの重量の増加とによって下
方に向いてのメタルマスクの撓みが生じる。

第３図はこの状態を示す断面図であって、半導体ウェハ
１の下面に基板ホルダ２により固定されているメタルマ
スク３は、中央に近づくに従って半導体ウェハ１との隙
間が増大してくる。

その結果、メタルマスク３を通っての蒸発粒子の廻り込
みが増加してパターン精度の低下が生じ、隣接パターン
の距離が短い場合には絶縁不良や短絡などの障害が起こ
る。

第４図は半導体チップ４の上に形成された半田バンプ５
とメタルマスク３との関係を示すもので、半田バンプ５
は半導体チップ４の導体線路の先端に設けられているパ
ッド６の上にのみ形成されなければならないが、メタル
マスク３の裏側まで廻り込む結果として短絡が生じた状
態を示している。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上記したようにメタルマスクを用いて数１０μｍの膜
厚の蒸着を行うと、自重の増加とメタルマスクの熱膨張
によって撓みを生じ、これにより蒸着パターンの精度が
低下することが問題である。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題はメタルマスクを磁性金属板を用いて形成し
、被処理基板の背後に板状の磁石を置き、この磁石によ
りメタルマスクを磁気吸引させた状態で真空蒸着を行う
方法をとることにより解決することができる。

〔作用〕

本発明はメタルマスクが熱膨張と自重の増加により撓む
のを防止する方法としてメタルマスクを磁性金属を用い
て形成すると共に、蒸着によりパターンを形成する被処
理基板の背後に永久磁石を備え、常にメタルマスクを磁
気吸引する構成をとるものである。

このようにすると、熱膨張や自重増によっても被処理Ｗ
板との密着は変わらず、これにより高いパターン精度を
維持することができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施に使用したメタルマスクと４５１
石との配置奇示す一実施例の断面図である。

すなわち、非磁性金属である銅（Ｃｕ）を用いて磁石７
のホルダ８を作り、４２７０イからなるメタルマスク９
をシリコン（ＳＲ）　ウェハ１０に密着させて磁石７に
吸引させた。

具体的には、磁石７としては直径が１００　ｍ＋ｎで厚
さが１５１１ｍのフェライト磁石を用い、Ｓｔウェハ１
０としては径３インチ（７６，２＋ｕ）、厚さが５００
１１ｍのものを用い、またメタルマスクは厚さが１００
μｍのものを使用した。

そして、真空蒸着機にセ・ツトし、蒸着源としてはイン
ジウム（Ｉｎ）を坩堝に入れ、これを抵抗加熱法により
加熱溶融して真空蒸着させた。

第２図はこのようにしてＳｔチップ１１の上に６０μｍ
の厚さに形成した半田バンプ１２の断面図であって、０
．１　μｍの厚さに予め形成しであるバッド６の」−に
精度よくパターン形成することができた。

〔発明の効果〕

本発明の実施により、半導体チップのバンプ形成のよう
に蒸２膜からなる厚いパターンを形成する場合でもマス
クの撓みを無くすることができ、これにより製造歩留ま
りの向上による価格低減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はメタルマスクと磁石との配置を示す断面図、 第２図はＳｉチップ上に形成した半田バンプの断面図、 第３図は芸者中のメタルマスクの撓み発生を示す断面図
、 第４図は短絡の発生状態を示す断面図、である。 図において、 ■は半導体ウェハ、　　　　３，９はメタルマスク、４
は半導体チップ、　　　　５，１２は半田バンプ、６は
バッド、　　　　　　　７は磁石、８はホルダ、　　　
　　　　１０はＳｉウェハ、１１はＳｉデツプ、 である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被処理基板に接して蒸着源上に設置し、該蒸着源を加熱
   して蒸着源中の材料を真空蒸発せしめ、前記被処理基板
   上に選択的に蒸着パターンの形成を行うメタルマスクが
   磁性金属板を用いて形成されており、前記被処理基板の
   背後に板状の磁石を置き、該磁石により前記メタルマス
   クを磁気吸引させた状態で真空蒸着を行うことを特徴と
   するマスク蒸着方法。