JPH07300664A - メタルマスクの製造方法とその再生方法 - Google Patents

メタルマスクの製造方法とその再生方法

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JPH07300664A
JPH07300664A JP9187594A JP9187594A JPH07300664A JP H07300664 A JPH07300664 A JP H07300664A JP 9187594 A JP9187594 A JP 9187594A JP 9187594 A JP9187594 A JP 9187594A JP H07300664 A JPH07300664 A JP H07300664A
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metal
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metal mask
substrate
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Teru Nakanishi
輝 中西
Kazuaki Karasawa
一明 柄澤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 メタルマスクに関し、繰り返し使用すること
を目的とする。 【構成】 金属薄板１を写真蝕刻して所定位置に所定の
ピッチで孔２を開けてメタルマスク３を形成した後、こ
の金属薄板１に耐熱性樹脂よりなるフィルム４を貼着し
て金属薄板１の側よりレーザ６を照射してアブレーショ
ン加工を行い、孔２の位置にあるフィルム４を溶発して
マスク８を作り、このマスク８の金属側に被処理基板９
を密着させて膜形成を行った後、このマスク８より、フ
ィルム４を剥離し、上記の方法によりメタルマスク３を
再生させて使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は繰り返し再生が可能なメ
タルマスクの製造方法と再生方法に関する。大量の情報
を迅速に処理する必要から、情報処理装置の主体を構成
する半導体集積回路は単位素子の小型化による集積化が
進んでＬＳＩやＶＬＳＩが実用化されており、更にＵＬ
ＳＩが実用化されつゝある。
【０００２】こゝで、半導体集積回路の形成には薄膜形
成技術，写真蝕刻技術（ホトリソグラフィ），不純物元
素注入技術などが使用されるが、光源として紫外線やエ
キシマレーザを使用する写真蝕刻技術にはメタルマスク
が使用されている。
【０００３】
【従来の技術】メタルマスクは厚さが100 μm 程度でス
テンレス鋼，42アロイ（42％Ni・Fe合金），コバール
（29Ni・17Co・Fe合金）などの薄板を選択エッチングし
てパターン形成したもので、真空蒸着やスパッタに当た
り、被処理基板上に選択的に薄膜をパターン形成する手
段として用いられている。
【０００４】さて、半導体集積回路はパッケージング技
術の改良により電極端子にはんだボールを使用するフリ
ップチップタイプが多く使用されるようになったが、実
装方法も改良され、多層セラミック回路基板上に複数の
フリップチップタイプの半導体集積回路を搭載し、これ
を取り替え単位として装置を構成するマルチ・チップ・
モジール（Multi-Chip-Module 略称ＭＣＭ）が実用化さ
れつゝある。
【０００５】こゝで、多層回路基板に設けてあるビア
（Via)を通してアルミナなどの基板上にパターン形成さ
れているパッド(Pad) あるいはバンプ(Bump)の数は異常
に多い。例えば、チップの大きさが13 mm 角のＬＳＩを
20個搭載するＭＣＭの場合は、直径が100 μm のパッド
を250 μm ピッチで57625 個配列する必要がある。
【０００６】そこで、従来はステンレス鋼，42アロイ,
コバールの何れかの金属薄板を用い、写真蝕刻技術を用
いて多数の孔開けを行なってメタルマスクを作り、これ
を使用して薄膜の形成を行なっているが、殆どの場合、
マスクは一回限りで使い捨てられている。すなわち、再
度使用すると薄膜形成材料により孔塞ぎが生じている恐
れがあり、また、マスク上に付着している薄膜形成材料
のみを選択的にエッチングして溶解させることが難し
く、パターン精度を低下させるからである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】真空蒸着やスパッタな
どの薄膜形成技術を使用して被処理基板上に微細パター
ンを形成する際にメタルマスクは一般に使用されている
が、微細パターンの品質を保持する必要から殆どの場
合、使い捨てられている。
【０００８】然し、量産工程においてはメタルマスクの
使い捨てはコスト低減の点から好ましくなく、また、製
造効率の向上の見地からも好ましくない。そこで、メタ
ルマスクの再生が課題である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題は金属薄板を
写真蝕刻して所定位置に所定のピッチで孔開けを行って
マスクを形成した後、この金属薄板に耐熱性樹脂よりな
るフィルムを貼着して金属薄板側よりレーザを照射して
アブレーション加工を行い、孔開け位置にあるフィルム
を除去してマスクを作り、このマスクの金属側に被処理
基板を密着させて膜形成を行った後、このマスクより、
フィルムを剥離し、上記の方法によりメタルマスクを再
生させることにより解決することができる。
【００１０】
【作用】本発明はメタルマスクを繰り返して使用するた
めと、アスペクト比を向上する方法としてポリイミドの
ような耐熱性フィルムをメタルマスクの補助手段に使用
するものである。
【００１１】こゝで、合成樹脂をマスクとして使用する
場合の必要条件は、 真空蒸着やスパッタのような金属粒子の衝突により
発生する熱により溶解したり変形したりしない材料から
なっていること、 メタルマスクの同様な精度でマスクが形成されてい
ること、 樹脂フィルムがメタルマスクに密着していること、
などである。
【００１２】発明者はポリイミドのような耐熱性樹脂は
このような目的に適し、また、片面に粘着剤が塗布して
ある粘着シートが市販されていることに着目した。そし
て、このポリイミドフイルムにアブレーション（溶発，
Ablation) 加工を施すことにより精度の良いパターンを
作るものである。
【００１３】すなわち、通常の有機物は紫外域に強い吸
収があるために、エキシマレーザ光のような強い（〜10
0 ＭＷ／cm2)紫外線パルスを照射すると一瞬のうちに化
学結合が破壊されて表面層が蒸発すると云う性質があ
る。
【００１４】この現象をアブレーションと言い、レーザ
アブレーション加工はこの現象を利用したものである。
一方、レーザ加工法としては、イットニウム・アルミニ
ウム・ガーネット・レーザ（略称ＹＡＧレーザ，波長1.
06μm ) や炭酸ガスレーザ(CO2レーザ, 波長10.6μm )
など赤外線の熱エネルギーを利用するものがあるが、周
囲への熱的損傷が大きく、本発明の目的には適さない。
【００１５】すなわち、本発明はメタルマスクにポリイ
ミドのような耐熱性樹脂よりなるフィルムを貼り付け、
メタルマスクを通してエキシマレーザを照射してアブレ
ーション加工を行ってマスクを作るもので、アブレーシ
ョン加工による断面はシャープであってパターン精度を
低下させることはない。
【００１６】そして、このマスクのフィルム面を蒸発源
に対向させて真空蒸着またはスパッタを行い、被処理基
板上への薄膜パターン形成処理が終わった後は、メタル
マスクから蒸着物が付着しているフィルムを剥離し、メ
タルマスクを再生させるものである。
【００１７】このような方法を使用すると繰り返してメ
タルマスクを使用することができ、また、メタルマスク
単独の場合よりも、フィルムの厚さだけ厚いマスクが形
成できることから、アスペクト比の大きなマスクを形成
することができる。
【００１８】
【実施例】図１は本発明の実施法を示す実施例の断面図
であり、まず、直径４インチで厚さが100 μm のコバー
ルよりなる金属薄板１に写真蝕刻技術を使用して直径10
0μm の孔２が250 μm ピッチで57624 個マトリックス
状に孔開されているメタルマスク３を形成した。こゝ
で、孔２は大きさが13 mm 角のＬＳＩチップを20個搭載
するためのパッド形成用である。（以上同図Ａ） 次に、厚さが50μm でポリイミドよりなる粘着性をもつ
フィルム（市販名カプトンテープ）４をメタルマスク３
に貼着した。（以上同図Ｂ） 次に、図示を省略したが、フィルム４の裏面にフェライ
ト磁石を配置し、メタルマスク３をフィルム４に密着さ
せた状態でメタルマスク３の側から弗化クリプトン（Kr
F)エキシマレーザ６を照射し、レーザアレーション加工
を行なった。加工条件は発振波長：248nm,出力：250mJ/
パルス（パルス幅16ns),露光強度：１パルス当たり1.4
J/cm2 である。( 以上同図Ｃ） 次に、このようにして形成したマスク８のメタルマスク
３の側に被処理基板（セラミック多層回路基板）９のビ
アを孔２に対向させて正確に位置決めすると共に、背後
にフェライト磁石を配置し、マスク８を密着させた状態
で、クローム（Cr) ，ニッケル（Ni),金(Au)をそれぞれ
約1000Åずつ連続的に蒸着させてパッドを形成した。(
以上同図Ｄ） 次に、被処理基板９よりマスク８を外した後、フィルム
４を取り除いてメタルマスク３を得たが、損傷しておら
ず、再使用が可能であった。（以上同図Ｅ）
【００１９】
【発明の効果】本発明の使用により、従来、使い捨てら
れていたメタルマスクの再使用が可能となり、これによ
りＭＣＭ製造工程におけるコスト低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施法を示す断面図である。
【符号の説明】
２ 孔 ３ メタルマスク ４ フィルム ６ レーザ ９ 被処理基板

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 金属薄板（１）を写真蝕刻して所定位置
    に所定のピッチで孔（２）を開けてメタルマスク（３）
    を形成した後、該金属薄板（１）に耐熱性樹脂よりなる
    フィルム（４）を貼着し、該金属薄板（１）側よりレー
    ザ（６）を照射してアブレーション加工を行い、孔
    （２）の位置にあるフィルム（４）を分解蒸発させるこ
    とを特徴とするメタルマスクの製造方法。
  2. 【請求項２】 前記マスク（８）の金属側に被処理基板
    （９）を密着させて該被処理基板（９）上に選択的に膜
    形成を行った後、該マスク（８）より、フィルム（４）
    を剥離し、請求項１記載の方法によりメタルマスク
    （３）を再生させることを特徴とするメタルマスクの再
    生方法。
JP9187594A 1994-04-28 1994-04-28 メタルマスクの製造方法とその再生方法 Withdrawn JPH07300664A (ja)

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