JPH0747867Y2 - 金属マスクにおける目合せ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は金属材料からなる金属マスクを試料上に配置し
て、金属マスク開口部の試料表面に被膜形成を行なうた
めの金属マスクと試料との位置合せに用いる目合せ装置
に関する。

〔従来の技術〕

半導体集積回路装置の入出力電極である電極パッド上に
錫と鉛の合金であるハンダからなる突起電極を設け、こ
のハンダを溶融して基板と半導体集積回路装置との接続
を行なう方法がある。

この接続に用いる半導体集積回路基板上に設ける突起電
極の形成方法を第４図を用いて説明する。半導体基板46
の絶縁膜48上にアルミニウムからなる電極パッド50を設
け、全面に形成した保護膜52を電極パッド50上のみ開口
する。その後半導体基板46上に金属マスク（図示せず）
を配置して、マスク開口部と電極パッド50とを位置合せ
した状態で、まず電極パッド50上に金属膜54を蒸着法あ
るいはスパッタリング法により形成する。この金属膜54
としては、クローム、銅、金の積層膜を用いる。さらに
その後ハンダを金属マスク開口部の金属膜54上に形成し
て、半導体基板46と金属マスクを分離後、加熱処理によ
りハンダの表面張力を利用して突起電極56を形成する。

従来例における半導体基板と金属マスクとの位置合せ装
置を第５図を用いて説明する。試料支持基板66に半導体
基板46の外径に対応した凹部を設け、この凹部に半導体
基板46を配置する。この半導体基板46上に、第４図を用
いて説明した半導体基板46の電極パッド位置に対応した
開口部70を有する金属マスク14を載置して、電極パッド
と開口部70とを位置合せ後、固定手段68により半導体基
板46と金属マスク14とを試料支持基板66に固定する。そ
の後蒸着装置あるいはスパッタリング装置内に配置し
て、所定の被膜を形成する。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら第５図を用いて説明した従来の目合せ装置
では、半導体基板の電極パッドと金属マスク開口部との
位置合せが難しく、さらに被膜形成時に基板加熱を行な
うと半導体基板と金属マスクとの密着状態が一様でなく
なり、金属マスクと半導体基板との間に隙間を生じ、均
一な被膜が得られない。

上記課題を解決して試料と金属マスクとの位置合せが容
易で、さらに被膜形成時においても試料と金属マスクと
の密着状態が変化しない目合せ装置を提供することが、
本考案の目的である。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため本考案の目合せ装置は、縦方向
横方向および高さ方向に移動可能でかつ縦方向横方向面
内で回転可能な微動台と、この微動台上に配置し第１の
永久磁石を備え試料を真空吸着する試料載置台と、この
試料載置台上とガイド板上とを開閉する非磁性材料から
なり窓部を有するマスク保持板と、第２の永久磁石によ
ってマスク保持板を介して保持される磁性材料からなる
金属マスクと、試料と金属マスクとの位置合せを行なう
ための顕微鏡とを備える。

〔実施例〕

以下図面を用いて本考案の実施例を説明する。

第１図は本考案における目合せ装置を示し、第１図
（ａ）は平面配置の説明図、第１図（ｂ）は正面配置の
説明図、第１図（ｃ）は右側面配置の説明図である。第
２図は試料上に金属マスクおよびマスク保持板を配置し
た状態を示す本考案の目合せ装置における平面配置の説
明図、第３図は本考案における試料載置台を示す平面配
置の説明図である。以下第１図と第２図と第３図とを交
互に参照して説明する。

微動台16上に試料載置台22を配置し、この試料載置台22
上に試料12を配置する。試料載置台22の試料12を配置す
る面は平面でも凹部を形成しても良い。磁性材料からな
る試料載置台22には、第３図に示すように試料12を真空
吸着するための真空口24を設け、さらに複数の第１の永
久磁石18を円周上に配置する。第１の永久磁石18はその
磁気吸着力で試料載置台22に固定する。

磁性材料からなり所定の開口部を有する金属マスク14
は、第１図（ｃ）に示すように水平面に対して傾斜した
ガイド板44上に配置したマスク保持板26上に載置する。

第２の永久磁石20を有する支持台32をマスク保持板26の
裏面に配置して、第２の永久磁石20の磁気作用により、
金属マスク14はマスク保持板26に固定するように構成す
る。マスク保持板26の両端部に、マスク保持板受台38に
設けた２つのガイドピン34に係合する長穴36を設ける。
さらにマスク保持板受台38の係合部30にマスク保持板26
先端部が係合するようにして、支持台32上と試料載置台
22上とをマスク保持板26が、開閉するように構成する。

係合部30は蝶番構造にして、この係合部30を回転中心と
し、試料載置台22上と支持台32上とをマスク保持板26が
開閉するように構成しても良い。

このマスク保持板26は非磁性材料で構成する。さらにマ
スク保持板26は顕微鏡42を用いて、試料12と金属マスク
14との位置合せ領域を観察するために窓部28を形成す
る。第２の永久磁石20の磁束密度は、第１の永久磁石18
より大きくなるよう構成する。すなわち第１の永久磁石
18に比較して、第２の永久磁石20の磁気吸着力は大きく
なる。

上述の構成に基づく試料と金属マスクとの目合せ方法を
以下に説明する。

試料載置台22上に試料12を配置して、真空吸着により試
料12を試料載置台22に固定する。マスク保持板26裏面の
支持台32に固定した第２の永久磁石20の磁気吸着力によ
って、金属マスク14はマスク保持板26に固定される。次
にマスク保持板26を係合部30から外し、ガイドピン34と
マスク保持板26の長穴36とを係合させるように、試料12
上に金属マスク14を配置する。

金属マスク14は前述のように第２の永久磁石20の磁気吸
着力でマスク保持板26に固定され、かつ第２の永久磁石
20の磁束密度が第１の永久磁石18より大きくなるよう構
成しているため、試料12と金属マスク14との間には、第
１図（ｃ）に示すように間隙40が生じる。なお試料12上
に、マスク保持板26を介して支持台32によって固定され
た金属マスク14を配置した状態は、第２図に示す。

マスク保持板26に設けた窓部28を介して、顕微鏡42にて
試料12と金属マスク14とを観察し、微動台16を矢印60の
縦方向、矢印58の横方向、および矢印64の回転方向に移
動させて、試料12と金属マスク14との位置合せを行な
う。この位置合せが終了し試料12と金属マスク14との位
置が合致したら、微動台16を第１図（ｂ）に示す矢印62
の上方向に移動させて、試料12と金属マスク14とを密着
させる。その後２つの支持台32をそれぞれ左方向右方向
にずらして、マスク保持板26上から外す。

支持台32をマスク保持板26上から取り去ると、支持台32
の第２の永久磁石20によって保持されていた金属マスク
14は、試料載置台22に配置した第１の永久磁石18の磁気
吸着力により、試料12を間に挟んで試料載置台22に強固
に固定される。その後真空吸着によって試料載置台22に
試料12を固定していた真空を切る。その後ガイド板44上
に支持台32を配置し、さらにマスク保持板26を金属マス
ク14と分離する。

前述のようにマスク保持板26は非磁性材料で構成してあ
るため、金属マスク14とと容易に分離する。試料12上か
ら外したマスク保持板26は、係合部30にマスク保持板26
の先端を係合し、ガイド板44上に載置する。このように
試料載置台22上にて、試料12と金属マスク14との所定の
位置合せが行われる。その後第１の永久磁石18の磁気吸
着力により、試料載置台22と金属マスク14との間に試料
12を固定した状態のまま、蒸着装置あるいはスパッタリ
ング装置に設置して、所定の被膜形成を行なう。

金属マスクは試料である半導体集積回路チップの大きさ
に等しい粗合せ用の開口部を、２箇所設けておくと目合
せ作業が容易になる。この粗合せ用の開口部は、単体ト
ランジスタや各種拡散抵抗などを配置した半導体集積回
路特性測定用モニターを配置した箇所と合致させれば、
半導体集積回路チップを無駄にすることがない。

さらに金属マスクの外形寸法に等しい目印線をマスク保
持板の金属マスク載置面に形成しておくと、試料と金属
マスクとの位置合せが容易になる。

さらに第４図に示す金属膜54と突起電極56を形成するた
めの金属マスクは、同一でも良いがハンダからなる突起
電極56の高さを高くするために、突起電極56形成用の金
属マスク開口部を金属膜54面積より大きくして、加熱処
理により金属膜54上に突起電極56を形成しても良い。こ
のとき突起電極56間の間隔を微細化するため、隣接する
突起電極56間の寸法を小さく試料中心に向う方向に大き
い長円あるいは長方形の形状に金属マスク開口部を形成
する。

さらに金属マスク開口部の断面形状を試料側の開口部の
大きさが金属マスク表面側より大きいオーバーハング状
に形成するか、あるいは金属マスク下面に突起を設け金
属マスクと試料との接触面積を少なくすることにより、
突起電極材料であるハンダを厚く形成した際、試料と金
属マスクとの分離作業を容易にする。

以上試料として半導体基板を用い突起電極を形成する実
施例で説明したが、突起電極形成以外に金属マスクを用
いて半導体基板に、選択的に被膜形成を行なうための目
合せ装置として、本考案は使用できる。さらに半導体基
板以外にもたとえば水晶薄板に水晶振動子励振用電極膜
を形成するための、金属マスクと水晶薄板との位置合せ
のための目合せ装置として使用できる。

〔考案の効果〕

本考案によれば第２の永久磁石の磁気吸着により保持し
た金属マスクと、試料との位置合せを行ない、位置合せ
後第１の永久磁石の磁気吸着により金属マスクと試料載
置台との間に試料を挟むように固定するために、試料と
金属マスクとの位置合せ作業が容易に行なうことができ
る。

さらに金属マスクは試料下面に配置した複数の第１の永
久磁石により固定されているため、被膜形成時に金属マ
スクと試料との密着状態は変化しない。

さらにそのうえ従来例においては、試料と金属マスクと
が接触した状態で位置合せ作業を行なうため、試料表面
に擦過傷が発生するが本考案によれば試料と金属マスク
との間に間隙を保ったまま位置合せ作業を行なうため、
試料表面に傷は発生しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案における目合せ装置を示し、第１図
（ａ）は平面配置の説明図、第１図（ｂ）は正面配置の
説明図、第１図（ｃ）は右側面配置の説明図、第２図は
本考案の目合せ装置における試料上に金属マスクを配置
した平面配置の説明図、第３図は本考案における試料載
置台の平面配置の説明図、第４図は突起電極を形成した
半導体基板を示す断面図、第５図は従来例における目合
せ装置を示す断面図である。 12……試料、14……金属マスク、16……微動台、18……
第１の永久磁石、20……第２の永久磁石、22……試料載
置台、26……マスク保持板、30……係合部、32……支持
台、38……マスク保持板受台、42……顕微鏡。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】縦方向横方向および高さ方向に移動可能で
   かつ前記縦方向横方向面内で回転可能な微動台と、該微
   動台上に配置し第１の永久磁石を備え試料を真空吸着す
   る試料載置台と、該試料載置台上とガイド板上とを開閉
   する非磁性材料からなり窓部を有するマスク保持板と、
   第２の永久磁石によって前記マスク保持板を介して保持
   される磁性材料からなる金属マスクと、前記試料と金属
   マスクとの位置合せを行なうための顕微鏡とを備えるこ
   とを特徴とする金属マスクにおける目合せ装置。