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JP7778007B2 - Alignment mark, method for forming alignment mark, and metal mask with alignment mark - Google Patents
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JP7778007B2 - Alignment mark, method for forming alignment mark, and metal mask with alignment mark - Google Patents

Alignment mark, method for forming alignment mark, and metal mask with alignment mark

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JP7778007B2 JP2022029469A JP2022029469A JP7778007B2 JP 7778007 B2 JP7778007 B2 JP 7778007B2 JP 2022029469 A JP2022029469 A JP 2022029469A JP 2022029469 A JP2022029469 A JP 2022029469A JP 7778007 B2 JP7778007 B2 JP 7778007B2
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Description

本発明は、検出対象の位置および/または姿勢を検出するためのアライメントマーク、アライメントマークの形成方法、およびアライメントマークを備えるメタルマスクに関する。 The present invention relates to alignment marks for detecting the position and/or orientation of a detection object, a method for forming alignment marks, and a metal mask equipped with alignment marks.

例えば特許文献1(発明の名称:メタルマスクとその製造方法)には、アライメントマーク(ターゲットマーク)を備えるメタルマスクが開示されている。特許文献1のアライメントマークは、金属薄板で形成されるマスク基板に板厚方向に貫通形成された貫通孔と、この貫通孔に充填された染料とで構成される。貫通孔は、ストレート状の孔で構成される大径孔と小径孔とを有する段付き孔からなる。 For example, Patent Document 1 (Title of Invention: Metal Mask and Manufacturing Method Thereof) discloses a metal mask equipped with an alignment mark (target mark). The alignment mark in Patent Document 1 consists of a through-hole formed in a mask substrate made of a thin metal plate, penetrating the plate in the plate thickness direction, and a dye filled in this through-hole. The through-hole is a stepped hole having a large diameter hole and a small diameter hole, each of which is a straight hole.

特開2000-71637号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-71637

特許文献1のアライメントマークでは、段付き孔からなる貫通孔に染料を充填することで、大径孔側から小径孔側への染料の移動を段部で受け止めて、充填された染料が貫通孔の小径孔側の面から脱落することを阻止している。また、小径孔に充填された染料にアンカ効果を発揮させて、充填された染料が貫通孔の大径孔側の面から脱落することを防いでいる。しかし、マスク基板の厚みは薄く、小径孔のアンカ効果のみでは染料を確実に保持することは難しい。また、マスク基板に撓みあるいは曲げなどの変形が生じて、貫通孔の内面と染料との接触部分が剥離し、染料が脱落するおそれがある。当該剥離部分に異物が侵入して、染料が脱落するおそれもある。特に、マスク基板の洗浄時に、マスク基板表面の摩擦やマスク基板の変形により剥離部分へ洗浄水が侵入すると、貫通孔から染料が脱落してアライメントマークが不用意に消失しやすい。 In the alignment mark of Patent Document 1, dye is filled into stepped through-holes. The step catches the dye as it moves from the larger-diameter hole to the smaller-diameter hole, preventing it from falling out of the smaller-diameter side of the through-hole. Furthermore, an anchor effect is exerted on the dye filled into the smaller-diameter holes, preventing it from falling out of the larger-diameter side of the through-hole. However, the mask substrate is thin, making it difficult to reliably retain the dye using only the anchor effect of the small-diameter holes. Furthermore, deformation such as bending of the mask substrate can cause separation of the contact area between the inner surface of the through-hole and the dye, resulting in the dye falling out. Foreign matter can also enter the separated area, causing the dye to fall out. In particular, when cleaning the mask substrate, friction on the surface of the mask substrate or deformation of the mask substrate can cause cleaning water to enter the separated area, easily causing the dye to fall out of the through-hole and the alignment mark to be inadvertently lost.

本発明の目的は、マスク基板に形成されたマーク通孔と、このマーク通孔を埋めるマーク体とからなるアライメントマークにおいて、マーク体が不用意にマーク通孔から脱落してアライメントマークが消失することを防ぐことにある。本発明の他の目的は、上記のアライメントマークの形成方法と、当該アライメントマークを備えるメタルマスクを提供することにある。 The object of the present invention is to prevent the mark body from accidentally falling out of the mark through-hole and causing the alignment mark to be lost, in an alignment mark consisting of a mark through-hole formed in a mask substrate and a mark body filling the mark through-hole. Another object of the present invention is to provide a method for forming the above alignment mark and a metal mask equipped with the alignment mark.

本発明は、マスク開口2を備えるマスク基板1に形成されるアライメントマーク5を対象とする。このアライメントマーク5は、マスク基板1の厚み方向である上下方向に向かって貫通形成されたマーク通孔6と、このマーク通孔6を埋めるマーク体7とからなる。マーク通孔6は、マスク基板1を貫通して、当該マスク基板1の上下面のそれぞれに開口8・9を有する通孔本体10と、開口8・9を囲むようにマスク基板1の上下面の少なくとも一方に凹み形成された、上下方向に指向する受け面13・14を有するリング状の凹入部11・12とからなる。マーク体7は、通孔本体10に対応する柱状部15と、凹入部11・12に対応して該柱状部15の上下端の少なくとも一方から外方向に張出形成されるフランジ部16・17とからなる。そして、凹入部11・12の受け面13・14が微小凹凸を有する粗面化処理面21で形成され、この受け面13・14に対応するマーク体7のフランジ部16・17の面が微小凹凸面22で形成されていることを特徴とする。 The present invention relates to an alignment mark 5 formed on a mask substrate 1 having a mask opening 2. This alignment mark 5 comprises a mark through-hole 6 formed through the mask substrate 1 in the vertical direction, which is the thickness direction, and a mark body 7 filling the mark through-hole 6. The mark through-hole 6 comprises a through-hole body 10 penetrating the mask substrate 1 and having openings 8 and 9 on the upper and lower surfaces of the mask substrate 1, respectively, and ring-shaped recessed portions 11 and 12 having receiving surfaces 13 and 14 facing the vertical direction and recessed into at least one of the upper and lower surfaces of the mask substrate 1 to surround the openings 8 and 9. The mark body 7 comprises a columnar portion 15 corresponding to the through-hole body 10 and flange portions 16 and 17 formed to protrude outward from at least one of the upper and lower ends of the columnar portion 15, corresponding to the recessed portions 11 and 12. The receiving surfaces 13 and 14 of the recesses 11 and 12 are formed as roughened surfaces 21 with minute irregularities, and the surfaces of the flange portions 16 and 17 of the mark body 7 that correspond to these receiving surfaces 13 and 14 are formed as minutely irregular surfaces 22.

通孔本体10の内壁面に粗面化処理面21が形成され、この内壁面に対応するマーク体7の柱状部15の外周面が微小凹凸面22で形成されている。 A roughened surface 21 is formed on the inner wall surface of the through-hole body 10, and the outer surface of the columnar portion 15 of the mark body 7 that corresponds to this inner wall surface is formed with a minutely uneven surface 22.

マーク通孔6の通孔本体10の上下端が、上方或いは下方に行くに従って径寸法が大きくなる拡開状に形成されている。 The upper and lower ends of the mark through-hole 6's through-hole body 10 are formed in an expanding shape, with the diameter increasing upward or downward.

本発明は、マスク開口2を備えるマスク基板1に形成されるアライメントマーク5の形成方法を対象とする。アライメントマーク5は、マスク基板1の厚み方向である上下方向に向かって貫通形成されたマーク通孔6と、このマーク通孔6を埋めるマーク体7とからなる。そして、マスク基板1の上下面のそれぞれに開口8・9を有する通孔本体10を形成する通孔形成工程と、開口8・9を囲むように、マスク基板1の上下面の少なくとも一方に上下方向に指向する受け面13・14を有するリング状の凹入部11・12を凹み形成する凹入部形成工程と、凹入部11・12の受け面13・14に微小凹凸を有する粗面化処理面21を形成する粗面化工程と、通孔本体10と凹入部11・12にマーク母材34を充填する母材充填工程と、充填されたマーク母材34を硬化させてマーク体7を形成する硬化工程と、を含むことを特徴とする。 The present invention relates to a method for forming an alignment mark 5 on a mask substrate 1 having a mask opening 2. The alignment mark 5 comprises a mark through-hole 6 formed through the mask substrate 1 in the vertical direction, i.e., the thickness direction, and a mark body 7 filling the mark through-hole 6. The method includes the following steps: a through-hole forming step for forming a through-hole body 10 having openings 8 and 9 on each of the upper and lower surfaces of the mask substrate 1; a recess forming step for recessing ring-shaped recesses 11 and 12 having receiving surfaces 13 and 14 facing the vertical direction on at least one of the upper and lower surfaces of the mask substrate 1 so as to surround the openings 8 and 9; a roughening step for forming a roughened surface 21 having minute irregularities on the receiving surfaces 13 and 14 of the recesses 11 and 12; a base material filling step for filling the through-hole body 10 and the recesses 11 and 12 with a mark base material 34; and a curing step for curing the filled mark base material 34 to form the mark body 7.

マスク基板1は、電鋳により形成されており、電鋳によるマスク基板1の形成工程と通孔形成工程とを同時に行う。 The mask substrate 1 is formed by electroforming, and the process of forming the mask substrate 1 by electroforming and the process of forming the through-holes are carried out simultaneously.

本発明に係るメタルマスクは、金属薄板からなるマスク基板1に、請求項1から3のいずれか一つに記載のアライメントマーク5が形成されている。 The metal mask of the present invention has an alignment mark 5 according to any one of claims 1 to 3 formed on a mask substrate 1 made of a thin metal plate.

本発明のアライメントマークのように、マーク通孔6がマスク基板1を貫通して当該マスク基板1の上下面のそれぞれに開口8・9を有する通孔本体10と、開口8・9を囲むようにマスク基板1の上下面の少なくとも一方に凹み形成された、上下方向に指向する受け面13・14を有するリング状の凹入部11・12とからなるものとして、凹入部11・12の受け面13・14が微小凹凸を有する粗面化処理面21で形成され、この受け面13・14に対向するマーク体7のフランジ部16・17の面が微小凹凸面22で形成されていると、マーク通孔6側の粗面化処理面21とマーク体7側の微小凹凸面22とを強固に凹凸係合させて、マーク通孔6に対してマーク体7を確りと係合固定させることができる。換言すれば、凹入部11・12の受け面13・14が微小凹凸を有する粗面化処理面21で形成されていると、この受け面13・14に対向するマーク体7のフランジ部16・17の面が微小凹凸面22に形成されるので、マーク通孔6側の粗面化処理面21とマーク体7側の微小凹凸面22とを強固に凹凸係合させて、マーク通孔6に対してマーク体7を確りと係合固定させることができる。これにより、不用意にマーク体7がマーク通孔6から脱落して、アライメントマーク5が消失することを防ぐことができるので、より信頼性に優れたアライメントマーク5をマスク基板1に形成することができる。マスク基板1の上下面のそれぞれにフランジ部16・17を設けた場合には、これら上下のフランジ部16・17によりマスク基板1を挟持させることができるため、これによっても不用意にマーク体7がマーク通孔6から脱落して、アライメントマーク5が消失することを防ぐことができる。 In the alignment mark of the present invention, the mark through-hole 6 penetrates the mask substrate 1 and comprises a through-hole body 10 having openings 8 and 9 on the upper and lower surfaces of the mask substrate 1, and ring-shaped recessed portions 11 and 12 having receiving surfaces 13 and 14 oriented in the vertical direction and recessed into at least one of the upper and lower surfaces of the mask substrate 1 to surround the openings 8 and 9. If the receiving surfaces 13 and 14 of the recessed portions 11 and 12 are formed with roughened surfaces 21 having fine irregularities, and the surfaces of the flange portions 16 and 17 of the mark body 7 facing these receiving surfaces 13 and 14 are formed with finely irregular surfaces 22, the roughened surface 21 on the mark through-hole 6 side and the finely irregular surface 22 on the mark body 7 side can be firmly engaged with each other, thereby firmly engaging and fixing the mark body 7 to the mark through-hole 6. In other words, if the receiving surfaces 13, 14 of the recesses 11, 12 are formed with a roughened surface 21 having minute irregularities, the surfaces of the flange portions 16, 17 of the mark body 7 facing these receiving surfaces 13, 14 are formed with a minutely irregular surface 22. This allows the roughened surface 21 on the mark through-hole 6 side and the minutely irregular surface 22 on the mark body 7 side to be firmly engaged with each other, firmly securing the mark body 7 to the mark through-hole 6. This prevents the mark body 7 from accidentally falling out of the mark through-hole 6 and the alignment mark 5 from being lost, thereby enabling a more reliable alignment mark 5 to be formed on the mask substrate 1. If flange portions 16, 17 are provided on the top and bottom surfaces of the mask substrate 1, the mask substrate 1 can be sandwiched between these upper and lower flange portions 16, 17, which also prevents the mark body 7 from accidentally falling out of the mark through-hole 6 and the alignment mark 5 from being lost.

通孔本体10の内壁面に粗面化処理面21が形成され、この内壁面に対応するマーク体7の柱状部15の外周面が微小凹凸面22で形成されていると、凹入部11・12の受け面13・14のみに粗面化処理を施した場合に比べて、粗面化処理が施された領域をより大きくすることができるので、マーク体7とマーク通孔6との間の凹凸係合される領域を大きくして、より強固にマーク体7をマーク通孔6に係合固定させることができる。 When a roughened surface 21 is formed on the inner wall surface of the through-hole body 10 and the outer surface of the columnar portion 15 of the mark body 7 corresponding to this inner wall surface is formed with a minutely uneven surface 22, the roughened area can be made larger than when only the receiving surfaces 13 and 14 of the recesses 11 and 12 are roughened. This increases the area of uneven engagement between the mark body 7 and the mark through-hole 6, allowing the mark body 7 to be more firmly engaged and fixed to the mark through-hole 6.

マーク通孔6の通孔本体10の上下端が、上方或いは下方に行くに従って径寸法が大きくなる拡開状に形成されていると、通孔本体10をストレート状とした場合に比べて、マーク体7の柱状部15とフランジ部16・17との連結部分にかかる厚み寸法を大きくすることができるので、当該連結部分の剛性をより大きくすることができる。これによれば、マーク体7の破損を抑えることができるので、より信頼性に優れたアライメントマーク5をマスク基板1に形成することができる。 When the upper and lower ends of the through-hole body 10 of the mark through-hole 6 are formed in an expanding shape with a diameter that increases upward or downward, the thickness of the connecting portion between the columnar portion 15 of the mark body 7 and the flange portions 16 and 17 can be increased compared to when the through-hole body 10 is straight, thereby increasing the rigidity of the connecting portion. This reduces damage to the mark body 7, allowing for a more reliable alignment mark 5 to be formed on the mask substrate 1.

本発明に係るアライメントマークは、通孔形成工程、凹入部形成工程、粗面化工程、母材充填工程、及び硬化工程を経て作成することができる。そのうえで、マスク基板1を電鋳により形成して、マスク基板1の形成工程と通孔形成工程とを同時に行うと、マスク基板1と、アライメントマーク5のマーク通孔6とを同時に作成することができるので、両者(マスク基板1とマーク通孔6)の作成を別工程で行う場合に比べて、アライメントマスク5の作成コストの増加や、マスク基板1の作成コストの増加を抑えることができる。 The alignment mark according to the present invention can be created through a through-hole forming process, a recess forming process, a roughening process, a base material filling process, and a curing process. Then, by forming the mask substrate 1 by electroforming and simultaneously carrying out the mask substrate 1 forming process and the through-hole forming process, the mask substrate 1 and the mark through-hole 6 of the alignment mark 5 can be created simultaneously. This reduces the cost of creating the alignment mask 5 and the mask substrate 1 compared to creating both (mask substrate 1 and mark through-hole 6) in separate processes.

本発明は、金属薄板からなるマスク基板1に、上記のようなアライメントマーク5が形成されているメタルマスクとすることができる。これによれば、不用意にマーク体7がマーク通孔6から脱落して、アライメントマーク5が消失することのなく、より信頼性に優れたアライメントマークを備えたメタルマスクを得ることができる。 The present invention can provide a metal mask in which the above-described alignment mark 5 is formed on a mask substrate 1 made of a thin metal plate. This prevents the mark body 7 from accidentally falling out of the mark through-hole 6 and the alignment mark 5 from being lost, resulting in a metal mask with a more reliable alignment mark.

本発明の第1実施形態に係るアライメントマークの縦断正面図であり、図2のA-A線断面図である。3 is a longitudinal sectional front view of the alignment mark according to the first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2. 第1実施形態に係るアライメントマークを備えるメタルマスクの斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a metal mask having alignment marks according to a first embodiment. (a)~(d)は、第1実施形態に係るアライメントマークの製造方法を説明するための図である。5A to 5D are diagrams illustrating a method for manufacturing an alignment mark according to the first embodiment. (a)~(d)は、第1実施形態に係るアライメントマークの製造方法を説明するための図である。5A to 5D are diagrams illustrating a method for manufacturing an alignment mark according to the first embodiment. 本発明の第2実施形態に係るアライメントマークの縦断正面図である。FIG. 10 is a vertical sectional front view of an alignment mark according to a second embodiment of the present invention. (a)~(d)は、第2実施形態に係るアライメントマークの製造方法を説明するための図である。10A to 10D are diagrams illustrating a method for manufacturing an alignment mark according to a second embodiment. 本発明の第3実施形態に係るアライメントマークの縦断正面図である。FIG. 10 is a vertical sectional front view of an alignment mark according to a third embodiment of the present invention. (a)(b)は、本発明の第4実施形態に係るアライメントマークの縦断正面図である。10A and 10B are longitudinal sectional front views of an alignment mark according to a fourth embodiment of the present invention. 本発明の第5実施形態に係るアライメントマークの縦断正面図である。FIG. 10 is a vertical sectional front view of an alignment mark according to a fifth embodiment of the present invention. 本発明の第6実施形態に係るアライメントマークの斜視図である。FIG. 13 is a perspective view of an alignment mark according to a sixth embodiment of the present invention. (a)(b)は、本発明の第7実施形態に係るアライメントマークの要部の縦断正面図である。13A and 13B are longitudinal sectional front views of a main part of an alignment mark according to a seventh embodiment of the present invention.

(第1実施形態) 図1から図4に本発明に係るアライメントマークをスクリーン印刷用のメタルマスクのアライメントマークに適用した第1実施形態を示す。本実施形態における前後、左右、上下とは、図1及び図2に示す交差矢印と、各矢印の近傍に表記した前後、左右、上下の表示に従う。図2に示すように、メタルマスクは、平面形状で正方形状に形成された金属薄板からなるマスク基板1をベースとするものであり、その中央部に形成された所望の印刷パターンにパターニング形成されたインクペースト用の多数個の通孔(マスク開口)2の一群を有する印刷用パターン部(パターン領域)3と、この印刷用パターン部3を囲むように形成された四角枠状の外周部4とを備える。本実施形態に係るメタルマスクは、印刷用パターン部3と外周部4とを電鋳(めっき)法により一体的に成形してなる。 (First Embodiment) Figures 1 to 4 show a first embodiment in which an alignment mark according to the present invention is applied to an alignment mark on a metal mask for screen printing. In this embodiment, front, back, left, right, and top and bottom refer to the crossed arrows shown in Figures 1 and 2 and the indications near each arrow. As shown in Figure 2, the metal mask is based on a mask substrate 1 made of a thin metal plate formed into a square planar shape. It has a printing pattern portion (pattern area) 3 formed in the center thereof and having a group of numerous through holes (mask openings) 2 for ink paste that are patterned to the desired printing pattern, and a rectangular frame-shaped outer peripheral portion 4 formed to surround this printing pattern portion 3. The metal mask according to this embodiment is formed by integrally molding the printing pattern portion 3 and the outer peripheral portion 4 using electroforming (plating).

外周部4の対角位置に配された2つのコーナー部のそれぞれには、被印刷物との位置合わせに用いるアライメントマーク5が形成されている。図1に示すように、各アライメントマーク5は、マスク基板1の厚み方向である上下方向に向かって貫通形成されたマーク通孔6と、このマーク通孔6を埋めるマーク体7とからなる。アライメントマーク5の認識は、カメラなどによってアライメントマーク5の表面とその外周のマスク基板1の表面との色調の差を判別することにより行われており、CCDカメラなどでアライメントマーク5をより識別しやすくするために、マーク通孔6を埋めるマーク体7は、マスク基板1の表面の反射率とは異なる反射率を有する樹脂(マーク母材)などで構成される。 Alignment marks 5 used for alignment with the printing substrate are formed at each of the two diagonally positioned corners of the outer periphery 4. As shown in Figure 1, each alignment mark 5 consists of a mark through-hole 6 formed through the mask substrate 1 in the vertical direction, which is the thickness direction, and a mark body 7 filling this mark through-hole 6. The alignment marks 5 are recognized by using a camera or the like to distinguish the difference in color tone between the surface of the alignment mark 5 and the surface of the mask substrate 1 around it. To make the alignment marks 5 easier to identify using a CCD camera or the like, the mark body 7 filling the mark through-hole 6 is made of a resin (mark base material) with a reflectance different from that of the surface of the mask substrate 1.

図1に示すように、マーク通孔6は、マスク基板1を貫通して、マスク基板1の上下面のそれぞれに開口8・9を有する通孔本体10と、各開口8・9を囲むようにマスク基板1の上下面のそれぞれに凹み形成された凹入部11・12とで構成される。凹入部11・12の外周縁で規定されるマーク通孔6の平面形状(マスク基板1の上下面に現出される形状)は、円形に形成されている。本実施形態における通孔本体10は、上方に行くに従って径寸法が大きくなる上拡がりのベルマウス状に形成された上半部6aと、上下方向に亘って径寸法が均一なストレート状に形成された下半部6bとで構成される。上半部6aの開口8を囲む凹入部11は、上方に指向する受け面13を有する円リング状の凹み穴である。同様に、下半部6bの開口9を囲む凹入部12は、下方に指向する受け面14を有する円リング状の凹み穴である。 As shown in FIG. 1, the mark through-hole 6 is composed of a through-hole body 10 that penetrates the mask substrate 1 and has openings 8 and 9 on the upper and lower surfaces of the mask substrate 1, and recessed portions 11 and 12 that are recessed into the upper and lower surfaces of the mask substrate 1 and surround the openings 8 and 9. The planar shape of the mark through-hole 6 (the shape that appears on the upper and lower surfaces of the mask substrate 1), defined by the outer peripheries of the recessed portions 11 and 12, is circular. In this embodiment, the through-hole body 10 is composed of an upper half 6a that is formed in a bell-mouth shape that widens upward and whose diameter increases toward the top, and a lower half 6b that is formed in a straight shape with a uniform diameter in the vertical direction. The recessed portion 11 surrounding the opening 8 in the upper half 6a is a circular ring-shaped recessed hole with a receiving surface 13 that faces upward. Similarly, the recessed portion 12 surrounding the opening 9 in the lower half 6b is a circular ring-shaped recessed hole with a receiving surface 14 that faces downward.

マーク通孔6に充填されるマーク母材34(図4(c)参照)となる樹脂を充填させ、これを硬化させることで、マーク通孔6内にマーク体7が形成される。マーク体7は、通孔本体10に対応する柱状部15と、凹入部11・12に対応して柱状部15の上下端から外方向に張出形成されたフランジ部16・17とからなる。本実施形態に係るマーク体7の柱状部15は、上半部6aを埋める上方部7aと、下半部6bを埋める下方部7bとで形成される。上方部7aは、上方に行くに従って外周部の傾斜角度が小さくなる凹湾曲面とされた上拡がりの裾引き状(上拡がり状)に形成され、下方部7bは、上下方向の径寸法が均一なストレートの円柱状に形成されている。 The mark body 7 is formed in the mark through-hole 6 by filling it with resin, which will become the mark base material 34 (see Figure 4(c)), and then curing it. The mark body 7 consists of a columnar portion 15 corresponding to the through-hole body 10, and flange portions 16 and 17 that protrude outward from the upper and lower ends of the columnar portion 15 and correspond to the recesses 11 and 12. The columnar portion 15 of the mark body 7 in this embodiment is formed from an upper portion 7a that fills the upper half 6a, and a lower portion 7b that fills the lower half 6b. The upper portion 7a is formed as a concave curved surface with an upwardly flared skirt (upwardly flared shape) whose outer periphery has a slope angle that decreases upward, while the lower portion 7b is formed as a straight cylinder with a uniform diameter in the vertical direction.

凹入部11・12の受け面13・14は、微小凹凸を有する粗面化処理面21で形成されており、これら受け面13・14に対応するフランジ部16・17の面には微小凹凸面22が形成される。また、上半部6aの内壁面にも微小凹凸を有する粗面化処理面21が形成されており、この内壁面に対応する上方部7aの外周面には微小凹凸面22が形成される。 The receiving surfaces 13 and 14 of the recesses 11 and 12 are formed with a roughened surface 21 having minute irregularities, and the surfaces of the flange portions 16 and 17 corresponding to these receiving surfaces 13 and 14 are formed with minute irregularities 22. Furthermore, the inner wall surface of the upper half portion 6a is also formed with a roughened surface 21 having minute irregularities, and the outer peripheral surface of the upper portion 7a corresponding to this inner wall surface is formed with a minute irregularity 22.

以上のような構成からなるアライメントマーク5によれば、マーク通孔6側の粗面化処理面21とマーク体7側の微小凹凸面22とを強固に凹凸係合させて、マーク通孔6に対してマーク体7を確りと係合固定させることができるので、不用意にマーク体7がマーク通孔6から脱落して、アライメントマーク5が消失することを防ぐことができる。また、マーク通孔6の通孔本体10を、上方に行くに従って径寸法が大きくなる上拡がり状の上半部6aとして、この上半部6aの内壁面にも粗面化処理面21を形成したので、凹入部11・12の受け面13・14のみに粗面化処理を施した場合に比べて、粗面化処理が施された領域をより大きくすることができるので、マーク体7とマーク通孔6との間の凹凸係合される領域を大きくして、より強固にマーク体7をマーク通孔6に係合固定させることができる。以上より、本実施形態によれば、より信頼性に優れたアライメントマーク5をマスク基板1に形成することができる。 With the alignment mark 5 configured as described above, the roughened surface 21 on the mark through-hole 6 side and the micro-convex and concave surface 22 on the mark body 7 side can be firmly engaged with each other, thereby firmly securing the mark body 7 to the mark through-hole 6. This prevents the mark body 7 from accidentally falling out of the mark through-hole 6 and causing the alignment mark 5 to be lost. Furthermore, the mark through-hole body 10 of the mark through-hole 6 has an upwardly flared upper half 6a whose diameter increases upward, and the roughened surface 21 is also formed on the inner wall surface of this upper half 6a. This allows for a larger roughened area compared to when only the receiving surfaces 13 and 14 of the recesses 11 and 12 are roughened. This increases the area of concave and convex engagement between the mark body 7 and the mark through-hole 6, allowing for a more secure engagement and fixation of the mark body 7 to the mark through-hole 6. As described above, this embodiment enables the formation of a more reliable alignment mark 5 on the mask substrate 1.

加えて、マーク体7は上下のフランジ部16・17によりマスク基板1を挟持するため、これによっても不用意にマーク体7がマーク通孔6から脱落して、アライメントマーク5が消失することを防ぐことができる。このとき、マーク通孔6の通孔本体10の上端を、上方に行くに従って径寸法が大きくなる拡開状に形成したので、上半部をストレート状とした場合に比べて、マーク体7の柱状部15とフランジ部16との連結部分にかかる厚み寸法を大きくすることができ、当該連結部分の剛性をより大きくすることができる。これにより、マーク体7の破損を抑えることができるので、アライメントマーク5の信頼性の向上を図ることができる。 In addition, the mark body 7 clamps the mask substrate 1 between the upper and lower flanges 16, 17, which also prevents the mark body 7 from accidentally falling out of the mark through-hole 6 and the loss of the alignment mark 5. The upper end of the through-hole body 10 of the mark through-hole 6 is flared, with the diameter increasing as it goes upward. This allows for a larger thickness at the connection between the columnar portion 15 and flange portion 16 of the mark body 7 compared to when the upper half is straight, thereby increasing the rigidity of this connection. This reduces damage to the mark body 7 and improves the reliability of the alignment mark 5.

以上のことから、本実施形態に係る印刷用メタルマスクは、国連の提唱する持続可能な開発目標(SDGs:Sustainable Development Goals)の目標9(産業と技術革新の基盤をつくろう_強靭なインフラを整備し、包摂的で持続可能な産業化を推進するとともに、技術革新の拡大を図る)、および目標12(つくる責任、つかう責任_持続可能な消費と生産のパターンを確保する)に貢献し得るものである。 For these reasons, the printing metal mask according to this embodiment can contribute to Goal 9 (Industry, innovation and infrastructure - Build resilient infrastructure, promote inclusive and sustainable industrialization and foster innovation) and Goal 12 (Responsible consumption and production - Ensure sustainable consumption and production patterns) of the Sustainable Development Goals (SDGs) advocated by the United Nations.

図3(a)~(d)及び図4(a)~(d)に、第1実施形態に係るアライメントマーク5、およびメタルマスクの製造方法を示す。本実施形態では、マスク基板1を電鋳により形成しており、この電鋳によるマスク基板1の形成工程と、マーク通孔6の形成工程とを同時に行っている。詳しくは図3(a)に示すように、母型25の上面にフォトレジスト層26を塗布又はラミネートしたのち、マスク開口2とマーク通孔6に対応するパターン開口27aを有するパターンフィルム27を密着させ、紫外線ランプ28により焼き付け(露光)、現像、乾燥の各処理を行ったのち、未露光部分を除去することにより、図3(b)に示すように、マスク開口2に対応するレジスト体29aと、マーク通孔6に対応するレジスト体29bとを母型25上に形成する。次に、図3(c)に示すように、これらレジスト体29a・29bを使って、母型25上に電鋳法により電着層30を形成する。これにより、マスク開口2を有するマスク基板1を形成するのと同時に、マーク通孔6を形成することができる(通孔形成工程)。つまり、マスク基板1とマーク通孔6とマスク開口2を同時に形成することができる。マーク通孔6は、上下に開口8・9を備える。このとき、レジスト体29a・29bの周縁近傍の電流密度が小さくなることで、得られたマスク開口2及びマーク通孔6の上端(開口8)は、上方に行くに従って径寸法が大きくなる上拡がりのベルマウス状となる。次いで、レジスト体29a・29bを溶解(膨潤)除去することで、図3(d)に示すように、マスク開口2とマーク通孔6とを有するマスク基板1を作成することができる。 Figures 3(a)-(d) and 4(a)-(d) show the manufacturing method for the alignment mark 5 and metal mask according to the first embodiment. In this embodiment, the mask substrate 1 is formed by electroforming, and the process of forming the mask substrate 1 by electroforming and the process of forming the mark through-holes 6 are performed simultaneously. Specifically, as shown in Figure 3(a), a photoresist layer 26 is applied or laminated to the upper surface of the matrix 25. Then, a pattern film 27 having pattern openings 27a corresponding to the mask openings 2 and the mark through-holes 6 is adhered to the upper surface. After the process of baking (exposure), developing, and drying is performed using an ultraviolet lamp 28, the unexposed portions are removed, forming a resist body 29a corresponding to the mask openings 2 and a resist body 29b corresponding to the mark through-holes 6 on the matrix 25, as shown in Figure 3(b). Next, as shown in Figure 3(c), these resist bodies 29a and 29b are used to form an electrodeposited layer 30 on the matrix 25 by electroforming. This allows the mark through-holes 6 to be formed simultaneously with the formation of the mask substrate 1 having the mask openings 2 (through-hole formation process). In other words, the mask substrate 1, mark through-holes 6, and mask openings 2 can be formed simultaneously. The mark through-holes 6 have openings 8 and 9 at the top and bottom. At this time, the current density near the periphery of the resist bodies 29a and 29b is reduced, so that the upper ends (openings 8) of the resulting mask openings 2 and mark through-holes 6 have an upwardly flared bell-mouth shape with a diameter that increases toward the top. Next, the resist bodies 29a and 29b are dissolved (swelled) and removed, thereby creating the mask substrate 1 having the mask openings 2 and mark through-holes 6, as shown in FIG. 3(d).

次に、図4(a)に示すように、マスク基板1の上方に照射装置32を配置し、マスク基板1の上面のアライメントマーク5の形成箇所にレーザー光33を照射して、開口8の周囲のマスク基板1の一部を消失させて、受け面13を有する凹入部11を形成する(凹入部形成工程)。このときレーザー光33により凹入部11の受け面13の表面が消失することで、微小凹凸を有する粗面化処理面21が形成される(粗面化工程)。同時にマーク通孔6の上方の内壁面の表面が消失することで、当該内壁面に微小凹凸を有する粗面化処理面21が形成される。次に図4(b)に示すように、マスク基板1の下方に照射装置32を配置し、マスク基板1の下面のアライメントマーク5の形成箇所にレーザー光33を照射して、開口9の周囲のマスク基板1の一部を消失させて、受け面14を有する凹入部12を形成する。このとき、先と同様に、レーザー光33により凹入部12の受け面14の表面が消失することで、微小凹凸を有する粗面化処理面21が形成される。次に、マーク通孔6を受けるように、樹脂からなるマーク母材34を充填する(母材充填工程)。この母材充填工程においては、作業台35上にマスク基板1を載置して、マーク通孔6の下方側の開口9が閉じられた状態で、マーク母材34をマーク通孔6内に充填する。最後にマーク通孔6内に充填されたマーク母材34を硬化させる(硬化工程)。これにより、マーク通孔6と、このマーク通孔6を埋める上方部7aと下方部7bとで構成されるマーク体7とからなる、アライメントマーク5を形成することができる。 Next, as shown in FIG. 4(a), an irradiation device 32 is positioned above the mask substrate 1, and laser light 33 is irradiated onto the upper surface of the mask substrate 1 at the location where the alignment mark 5 is to be formed, thereby eliminating a portion of the mask substrate 1 surrounding the opening 8 and forming a recess 11 with a receiving surface 13 (recess formation process). At this time, the laser light 33 eliminates the surface of the receiving surface 13 of the recess 11, thereby forming a roughened surface 21 with minute irregularities (roughening process). At the same time, the surface of the inner wall surface above the mark through hole 6 is eliminated, thereby forming a roughened surface 21 with minute irregularities on the inner wall surface. Next, as shown in FIG. 4(b), an irradiation device 32 is positioned below the mask substrate 1, and laser light 33 is irradiated onto the lower surface of the mask substrate 1 at the location where the alignment mark 5 is to be formed, thereby eliminating a portion of the mask substrate 1 surrounding the opening 9 and forming a recess 12 with a receiving surface 14. At this time, as before, the surface of the receiving surface 14 of the recess 12 is obliterated by the laser light 33, forming a roughened surface 21 with minute irregularities. Next, a mark base material 34 made of resin is filled so as to receive the mark through-hole 6 (base material filling process). In this base material filling process, the mask substrate 1 is placed on a work table 35, and the mark base material 34 is filled into the mark through-hole 6 with the lower opening 9 of the mark through-hole 6 closed. Finally, the mark base material 34 filled into the mark through-hole 6 is hardened (hardening process). This allows for the formation of an alignment mark 5 consisting of the mark through-hole 6 and a mark body 7 consisting of an upper portion 7a and a lower portion 7b that fills the mark through-hole 6.

(第2実施形態) 図5及び図6に本発明に係るアライメントマークの第2実施形態を示す。図5に示すように本実施形態に係るアライメントマーク5を構成するマーク通孔6は、上下方向に向かって内径寸法が均一なストレート孔とされている。マーク通孔6の内壁の全面には、微小凹凸を備える粗面化処理面21が形成されている。この粗面化処理面21を構成する微小凹凸内にマーク体7の外周部が進入することで、当該マーク体7の柱状部15の外周部は微小凹凸面22とされている。マーク通孔6の上方に形成された受け面13を有する凹入部11、および下方に形成された受け面14を有する凹入部12のそれぞれの上下方向の凹み寸法は、周方向に亘って略均一とされており、これを埋めるマーク体7のフランジ部16・17の上下方向の厚み寸法は、周方向に亘って略均一とされている。それ以外の凹入部11・12の受け面13・14に粗面化処理面21が形成されている点や、フランジ部16・17に微小凹凸面22が形成されている点などは、先の第1実施形態と同様である。 (Second Embodiment) Figures 5 and 6 show a second embodiment of an alignment mark according to the present invention. As shown in Figure 5, the mark through hole 6 constituting the alignment mark 5 according to this embodiment is a straight hole with a uniform inner diameter dimension in the vertical direction. A roughened surface 21 with minute asperities is formed on the entire inner wall of the mark through hole 6. The outer periphery of the mark body 7 enters the minute asperities constituting this roughened surface 21, so that the outer periphery of the columnar portion 15 of the mark body 7 becomes a minutely asperity surface 22. The vertical recess dimensions of the recessed portion 11 having the receiving surface 13 formed above the mark through hole 6 and the recessed portion 12 having the receiving surface 14 formed below are each approximately uniform in the circumferential direction, and the vertical thickness dimensions of the flange portions 16 and 17 of the mark body 7 that fill these are approximately uniform in the circumferential direction. Other features, such as the formation of a roughened surface 21 on the receiving surfaces 13 and 14 of the recesses 11 and 12, and the formation of a minutely uneven surface 22 on the flange portions 16 and 17, are the same as those in the first embodiment.

本実施形態に係るアライメントマーク5のように、マーク通孔6の内壁の全体に粗面化処理面21が形成されるとともに、この内壁面に対応するマーク体7の柱状部15の外周部に微小凹凸面22が形成されていると、凹入部11・12の受け面13・14のみに粗面化処理を施した場合や、マーク通孔6の内壁の一部にのみ粗面化処理を施した場合に比べて、粗面化処理が施された領域をより大きくすることができるので、マーク体7とマーク通孔6との間の凹凸係合される領域をより大きくすることができる。したがって、より強固にマーク体7をマーク通孔6に係合固定させることができる。 As in the alignment mark 5 of this embodiment, a roughened surface 21 is formed on the entire inner wall of the mark through hole 6, and a minutely textured surface 22 is formed on the outer periphery of the columnar portion 15 of the mark body 7 corresponding to this inner wall surface. This allows for a larger roughened area compared to when only the receiving surfaces 13 and 14 of the recesses 11 and 12 are roughened, or when only a portion of the inner wall of the mark through hole 6 is roughened, thereby increasing the area of uneven engagement between the mark body 7 and the mark through hole 6. This allows for a more secure engagement and fixation of the mark body 7 to the mark through hole 6.

本実施形態のアライメントマーク5を構成するマーク通孔6は、電鋳工程により作成されたマスク基板(図6(a))に、レーザー照射を施して形成される。具体的には、図6(b)に示すように、マスク基板1の上方に照射装置32を配置し、マスク基板1のアライメントマーク5の形成箇所にレーザー光33を照射して、マスク基板1の一部を消失させて、当該マスク基板1を上下方向に貫通するマーク通孔6を形成する。このときのレーザー光33は、ビーム直径の変化の無いストレート状に設定されており、マスク基板1には上下方向に向かって径寸法が均一なストレート孔が形成される。次に、図6(c)に示すように、マスク基板1を作業台35上に載置し、マーク通孔6内に拡散プリズム37を配したのち、再度照射装置32を駆動して、拡散プリズム37に対してレーザー光33を照射する。拡散プリズム37により拡散されたレーザー光33は、マーク通孔6の内壁の全体に照射されて、内壁の表面を消失させて、微小凹凸を有する粗面化処理面21を形成する。以上より、図6(d)に示すように、ストレート孔の内壁の全体に微小凹凸を有する粗面化処理面21を備えるからなる粗面部を備えるマーク通孔6を形成することができる。以降の工程は、先の第1実施形態の図4(a)~(d)に示した工程と同様である。なお、本実施形態においては、図6(c)に示すように、拡散プリズム37により拡散されたレーザー光33により、マーク通孔6の内壁に微小凹凸を有する粗面化処理面21を形成していたが、側面に粗面を有するレジストを用いることで、マーク通孔6の内壁に粗面化処理面21を形成してもよい。 In this embodiment, the mark through-hole 6 constituting the alignment mark 5 is formed by laser irradiation of a mask substrate (FIG. 6(a)) created by an electroforming process. Specifically, as shown in FIG. 6(b), an irradiation device 32 is positioned above the mask substrate 1, and laser light 33 is irradiated onto the mask substrate 1 at the location where the alignment mark 5 is to be formed, thereby eliminating a portion of the mask substrate 1 and forming a mark through-hole 6 that penetrates the mask substrate 1 in the vertical direction. The laser light 33 is set to a straight beam with no change in diameter, forming a straight hole with a uniform diameter in the vertical direction in the mask substrate 1. Next, as shown in FIG. 6(c), the mask substrate 1 is placed on a workbench 35, a diffusion prism 37 is placed within the mark through-hole 6, and the irradiation device 32 is again driven to irradiate the diffusion prism 37 with laser light 33. The laser light 33 diffused by the diffusion prism 37 is irradiated onto the entire inner wall of the mark through-hole 6, eliminating the surface of the inner wall and forming a roughened surface 21 with minute irregularities. As a result, as shown in FIG. 6(d), a mark through-hole 6 having a roughened surface portion can be formed, in which the entire inner wall of the straight hole is provided with a roughened surface 21 with minute irregularities. The subsequent steps are the same as those shown in FIGS. 4(a) to 4(d) of the first embodiment. In this embodiment, as shown in FIG. 6(c), the laser light 33 diffused by the diffusion prism 37 forms the roughened surface 21 with minute irregularities on the inner wall of the mark through-hole 6. However, the roughened surface 21 may also be formed on the inner wall of the mark through-hole 6 by using a resist with a roughened side surface.

(第3実施形態) 図7に本発明に係るアライメントマークの第3実施形態を示す。図7に係るアライメントマーク5は、マーク通孔6の内壁面の全面に形成されていた粗面化処理面21を廃した点が、先の第2実施形態と相違する。それ以外の点は先の第2実施形態と同様である。 (Third Embodiment) Figure 7 shows a third embodiment of an alignment mark according to the present invention. The alignment mark 5 shown in Figure 7 differs from the second embodiment in that the roughened surface 21 formed on the entire inner wall surface of the mark through-hole 6 has been eliminated. In all other respects, it is the same as the second embodiment.

(第4実施形態) 図8(a)に本発明に係るアライメントマークの第4実施形態を示す。本実施形態では、マーク通孔6の通孔本体10を構成する上半部6aが、下方に行くに従って内壁の傾斜角度が大きくなる下窄まりのベルマウス状に形成され、下半部6bが上下方向において径寸法が均一なストレート状に形成されている。上半部6aの最下部における内径寸法は、下半部6bの内径寸法よりも小さく設定されている。マーク通孔6を埋めるマーク体7は、上方部7aが下方に行くに従って外周部の傾斜角度が大きくなる凹湾曲面とされた下窄まりの裾引き状に形成され、下方部7bが上下方向の径寸法が均一なストレートの円柱状に形成されている。マーク通孔6の上半部6aの開口8の周縁と、下半部6bの開口9の周縁のそれぞれには、上下方向に指向する受け面13・14を有する凹入部11・12が形成されており、これに対応して、マーク体7の上方部7aの上端にはフランジ部16が形成され、下方部7bの下端にはフランジ部17が形成されている。受け面13・14には粗面化処理面21が形成され、フランジ部16・17には微小凹凸面22が形成されている。 (Fourth embodiment) Figure 8(a) shows a fourth embodiment of an alignment mark according to the present invention. In this embodiment, the upper half 6a constituting the through-hole body 10 of the mark through-hole 6 is formed in a bell-mouth shape that tapers downward, with the angle of inclination of the inner wall increasing downward, and the lower half 6b is formed in a straight shape with a uniform diameter in the vertical direction. The inner diameter at the bottom of the upper half 6a is set smaller than the inner diameter of the lower half 6b. The mark body 7 filling the mark through-hole 6 is formed in a tapered, bottomed shape with the upper part 7a being a concave curved surface whose outer periphery has an angle of inclination that increases downward, and the lower part 7b is formed in a straight, cylindrical shape with a uniform diameter in the vertical direction. Recesses 11 and 12 with vertically oriented receiving surfaces 13 and 14 are formed around the periphery of opening 8 in the upper half 6a of mark through-hole 6 and around the periphery of opening 9 in the lower half 6b. Correspondingly, a flange 16 is formed at the upper end of upper portion 7a of mark body 7, and a flange 17 is formed at the lower end of lower portion 7b. Roughened surfaces 21 are formed on receiving surfaces 13 and 14, and minutely textured surfaces 22 are formed on flanges 16 and 17.

図8(b)は第4実施形態の変形例に係るアライメントマークを示しており、そこでは、マーク通孔6の上半部6aの最下部に係る内壁と、下半部6bの最上部に係る内壁とで規定される受面の径寸法(d1)は、上半部6aの高さ寸法(d2)と同一寸法に設定されている。このような構成は、母型上にマーク体7の下方部7bと略同形のレジスト体を形成したうえで、電鋳によりマスク基板1を作成することで得ることができる。つまり、上記のようなマーク体7の下方部7bと略同形のレジスト体を使って電鋳を行うと、当該レジスト体の上端のコーナー部から水平方向への電鋳速度と、レジスト体の上端から上方向への電鋳速度は略同一となるため、当該水平方向への電鋳量に由来する寸法d1と、当該上方向への電鋳量に由来するd2とは、略同一寸法とすることができる。なお、本実施形態におけるマーク通孔6の上半部6aの最下部に、ストレート孔を形成して、マーク体7の上方部7aと下方部7bの間にストレートの円柱部を形成してもよい。かかる構成は、母型上にマーク体7の下方部7bと略同形のレジスト体を形成した後に、ストレートの円柱部と略同形のレジスト体を積層形成したうえで、電鋳によりマスク基板1を作成することで得ることができる。 Figure 8(b) shows an alignment mark according to a modified example of the fourth embodiment, in which the diameter (d1) of the receiving surface defined by the inner wall of the lowermost portion of the upper half 6a of the mark through-hole 6 and the inner wall of the uppermost portion of the lower half 6b is set to the same dimension as the height (d2) of the upper half 6a. This configuration can be obtained by forming a resist body having a shape substantially identical to the lower portion 7b of the mark body 7 on a matrix, and then creating a mask substrate 1 by electroforming. In other words, when electroforming is performed using a resist body having a shape substantially identical to the lower portion 7b of the mark body 7, the electroforming speed in the horizontal direction from the upper corner of the resist body and the electroforming speed in the upward direction from the upper end of the resist body are substantially the same. Therefore, the dimension d1 resulting from the amount of electroforming in the horizontal direction and the dimension d2 resulting from the amount of electroforming in the upward direction can be made substantially the same dimension. In this embodiment, a straight hole may be formed at the bottom of the upper half 6a of the mark through-hole 6, forming a straight cylindrical portion between the upper portion 7a and lower portion 7b of the mark body 7. This configuration can be obtained by forming a resist body having approximately the same shape as the lower portion 7b of the mark body 7 on a matrix, then laminating and forming a resist body having approximately the same shape as the straight cylindrical portion, and then creating the mask substrate 1 by electroforming.

(第5実施形態) 図9に本発明に係るアライメントマークの第5実施形態を示す。本実施形態では、マーク通孔6の上半部6aが、下方に行くに従って内壁の傾斜角度が小さくなる下窄まり椀状に形成され、下半部6bが上下方向に亘って径寸法が均一なストレート状に形成されている。また、マーク通孔6を埋めるマーク体7は、上方部7aが、下方に行くに従って外周部の傾斜角度が小さくなる凸湾曲面とされた下窄まりの半球台状に形成され、下方部7bが上下方向の径寸法が均一なストレートの円柱状とされている。マーク通孔6の上半部6aの開口8の周縁と、下半部6bの開口9の周縁のそれぞれには、上下方向に指向する受け面13・14を有する凹入部11・12が形成されており、これに対応して、マーク体7の上方部7aの上端にはフランジ部16が形成され、下方部7bの下端にはフランジ部17が形成されている。受け面13・14には粗面化処理面21が形成され、フランジ部16・17には微小凹凸面22が形成されている。 (Fifth Embodiment) Figure 9 shows a fifth embodiment of an alignment mark according to the present invention. In this embodiment, the upper half 6a of the mark through-hole 6 is formed in a bowl-like shape that tapers downward, with the angle of inclination of the inner wall decreasing downward, while the lower half 6b is formed in a straight shape with a uniform diameter in the vertical direction. The mark body 7 filling the mark through-hole 6 has the upper part 7a formed in a hemispherical trapezoidal shape that tapers downward, with the outer periphery having a convex curved surface whose angle of inclination decreases downward, while the lower part 7b is formed in a straight cylindrical shape with a uniform diameter in the vertical direction. The periphery of the opening 8 of the upper half 6a of the mark through-hole 6 and the periphery of the opening 9 of the lower half 6b are formed with recesses 11 and 12 having receiving surfaces 13 and 14 that face vertically, respectively. Correspondingly, a flange 16 is formed at the upper end of the upper part 7a of the mark body 7, and a flange 17 is formed at the lower end of the lower part 7b. The receiving surfaces 13 and 14 are formed with a roughened surface 21, and the flange portions 16 and 17 are formed with a minutely uneven surface 22.

(第6実施形態) 図10に本発明に係るアライメントマークの第6実施形態を示す。本実施形態では、アライメントマーク5の周囲に遮熱構造を形成している。遮熱構造は、アライメントマーク5を囲むように、マスク基板1の上面に凹み形成されたリング状(円環状)の凹溝42と、アライメントマーク5の外周縁と凹溝42との間に形成された平坦面41とで構成される。このように、アライメントマーク5の周囲に遮熱構造が設けられていると、レーザー光の照射によるマーク通孔6や粗面化処理面21の形成時に生じた熱が、マスク基板1の周囲に広がることを抑えることができるので、レーザー光の照射時にマスク基板1が変形することを抑えることができる。なお、凹溝42の形状は円環状に限らず、四角(多角)枠状であってもよい。 (Sixth Embodiment) Figure 10 shows a sixth embodiment of an alignment mark according to the present invention. In this embodiment, a heat-shielding structure is formed around the alignment mark 5. The heat-shielding structure is composed of a ring-shaped (annular) groove 42 recessed into the upper surface of the mask substrate 1 so as to surround the alignment mark 5, and a flat surface 41 formed between the outer edge of the alignment mark 5 and the groove 42. In this way, the provision of a heat-shielding structure around the alignment mark 5 prevents heat generated when forming the mark through-hole 6 and the roughened surface 21 by irradiating with laser light from spreading around the mask substrate 1, thereby preventing deformation of the mask substrate 1 when irradiated with laser light. Note that the shape of the groove 42 is not limited to annular, and it may be a square (polygonal) frame.

(第7実施形態) 図11(a)(b)に本発明に係るアライメントマークの第7実施形態を示す。本実施形態のアライメントマーク5は、マーク体7の外周部に、微小凹凸からなるカメラ認識用の粗面部45が形成されている点が、先の第1~第6の実施形態と相違する。具体的には、図11(a)に示すアライメントマーク5では、マーク体7のフランジ部16の最外周部よりも外側のマスク基板1の上面に円リング状の粗面部45が形成されている。図11(b)に示すアライメントマーク5では、フランジ部16の最外周部の内側に円リング状の粗面部45が形成されている。このようにフランジ部16の外周部に粗面部45が形成されていると、アライメントマーク5の形成領域を認識用のカメラで明確に把握することができる。 (Seventh Embodiment) Figures 11(a) and (b) show a seventh embodiment of an alignment mark according to the present invention. The alignment mark 5 of this embodiment differs from the first to sixth embodiments in that a roughened surface 45 consisting of minute irregularities for camera recognition is formed on the outer periphery of the mark body 7. Specifically, in the alignment mark 5 shown in Figure 11(a), a circular ring-shaped roughened surface 45 is formed on the upper surface of the mask substrate 1 outside the outermost periphery of the flange portion 16 of the mark body 7. In the alignment mark 5 shown in Figure 11(b), a circular ring-shaped roughened surface 45 is formed inside the outermost periphery of the flange portion 16. When the roughened surface 45 is formed on the outer periphery of the flange portion 16 in this way, the formation area of the alignment mark 5 can be clearly identified by a recognition camera.

このような粗面部45は、特にマーク体7が金属で形成されている場合に有用であり、これはマスク基板1とマーク体7とが共に金属で形成されていると、カメラによるマーク体7の最外周部の特定・認識が困難となりやすいところ、本実施形態のようにマーク体7のフランジ部16の外周部に粗面部45が形成されていると、当該粗面部45をカメラで捉えることで、マーク体7の最外周部の特定・認識が容易になることに拠る。 Such a rough surface portion 45 is particularly useful when the mark body 7 is made of metal. This is because when both the mask substrate 1 and the mark body 7 are made of metal, it can be difficult for a camera to identify and recognize the outermost periphery of the mark body 7. However, when a rough surface portion 45 is formed on the outer periphery of the flange portion 16 of the mark body 7, as in this embodiment, capturing the rough surface portion 45 with a camera makes it easier to identify and recognize the outermost periphery of the mark body 7.

なお、本実施形態では、上方側のフランジ部16の外周部に粗面部45が形成されていたが、上方側のフランジ部16の外周部を含むマーク体7の表面全体に形成されていてもよい。また、下方側のフランジ部17の外周部に粗面部45が形成されていてもよい。上下の両フランジ部16・17の外周部に粗面部45が形成されていてもよい。 In this embodiment, the rough surface portion 45 is formed on the outer periphery of the upper flange portion 16, but it may also be formed on the entire surface of the marking body 7, including the outer periphery of the upper flange portion 16. Also, the rough surface portion 45 may be formed on the outer periphery of the lower flange portion 17. The rough surface portion 45 may also be formed on the outer peripheries of both the upper and lower flange portions 16, 17.

上記実施形態においては、種々の形状のアライメントマークを示したが、本発明は上記実施形態に示したものに限られない。具体的には、例えば、第1実施形態では、マーク通孔6の上半部6aは、上方に行くに従って径寸法が大きくなる上拡がりのベルマウス状に形成されていたが、当該上半部6aは、上拡がりのテーパー状に形成してもよい。下半部6bを拡開状(下拡がりのベルマウス状や下拡がりのテーパー状)としてもよい。マーク通孔6の通孔本体10の上下方向の一部に粗面化処理面21を形成してもよい。各実施形態に記載のアライメントマーク5を天地逆姿勢としてもよい。本発明におけるアライメントマークにおいては、マーク体7(マーク材)がマーク通孔6内に完全に充填されていなくてもよい。また、本発明におけるマスク基板に形成されるアライメントマークの数や位置は、上記実施形態に示したものに限られず、アライメントマークの数は1つもしくは3つ以上配設しても良いし、アライメントマークの位置は印刷用パターン部(パターン領域)3内に配設してもよい。本発明におけるマスク基板に形成されるアライメントマークの形状は、上記実施形態に示したものに限られず、多角形状、星型形状などに形成しても良い。マスク基板1の上下面に現出するアライメントマーク5の形状は、通孔(マスク開口)2の開口部の形状と異なる形状とすることが望ましい。また、アライメントマーク5を構成するマーク通孔6の開口部の形状は、通孔(マスク開口)2の開口部の形状と異なる形状とすることが望ましい。本発明のマスク基板は、電鋳(めっき法)により形成されたものに限られない。本発明のメタルマスクは、金属板を用意し、化学的処理(エッチング)、光学的処理(レーザー照射)、または機械的処理(ドリル、パンチング)を施して通孔(マスク開口)2やマーク通孔6を形成したものでも良く、エッチング剤の組成、レーザーの照射レベル、あるいはドリルの形状や回転数を調節することで、各通孔2・6内に粗面部(凹凸)を形成することができる。本発明のメタルマスクは、マスク基板1の外周部4上もしくはマスク基板1の外周に紗を介して枠体を設けたものであってもよい。マーク体(マーク材)は、金属(めっき、電着、溶着など)で形成されていてもよい。また、本発明の技術は、印刷用メタルマスクに限らず、蒸着用マスク、はんだボール配列用マスク、はんだボール吸着用マスクなどのメタルマスクにも転用することができる。 While the above embodiments illustrate alignment marks of various shapes, the present invention is not limited to these. Specifically, for example, in the first embodiment, the upper half 6a of the mark through-hole 6 was formed in an upwardly flaring bell-mouth shape with a diameter that increased upward. However, the upper half 6a may also be formed in an upwardly flaring tapered shape. The lower half 6b may also be flared (a downwardly flaring bell-mouth shape or a downwardly flaring tapered shape). A roughened surface 21 may be formed on a portion of the through-hole body 10 of the mark through-hole 6 in the vertical direction. The alignment mark 5 described in each embodiment may also be upside down. In the alignment mark of the present invention, the mark body 7 (mark material) does not have to be completely filled in the mark through-hole 6. Furthermore, the number and positions of alignment marks formed on the mask substrate of the present invention are not limited to those shown in the above embodiment; the number of alignment marks may be one or three or more, and the alignment marks may be positioned within the printing pattern section (pattern area) 3. The shape of the alignment marks formed on the mask substrate of the present invention is not limited to those shown in the above embodiment; they may be formed into a polygonal shape, a star shape, or the like. It is desirable that the shape of the alignment marks 5 appearing on the top and bottom surfaces of the mask substrate 1 be different from the shape of the openings of the through holes (mask openings) 2. It is also desirable that the shape of the openings of the mark through holes 6 constituting the alignment marks 5 be different from the shape of the openings of the through holes (mask openings) 2. The mask substrate of the present invention is not limited to those formed by electroforming (plating). The metal mask of the present invention may be prepared by preparing a metal plate and subjecting it to chemical processing (etching), optical processing (laser irradiation), or mechanical processing (drilling, punching) to form through-holes (mask openings) 2 and mark through-holes 6. By adjusting the composition of the etching agent, the laser irradiation level, or the drill shape and rotation speed, a roughened surface (unevenness) can be formed within each through-hole 2/6. The metal mask of the present invention may also have a frame attached to the outer periphery 4 of the mask substrate 1 or to the outer periphery of the mask substrate 1 via a gauze. The marking body (marking material) may be formed from metal (plating, electrodeposition, welding, etc.). Furthermore, the technology of the present invention is not limited to metal masks for printing; it can also be applied to metal masks for evaporation, solder ball arrays, and solder ball suction.

マスク基板1の上下面に現出するアライメントマーク5の径寸法は、通孔(マスク開口)2の開口部における径寸法、及び通孔(マスク開口)2の上下方向に伸びるストレート部における径寸法と同等以上が望ましいが、アライメントマーク5の径寸法は、通孔(マスク開口)2の開口部における径寸法、及び通孔(マスク開口)2の上下方向に伸びるストレート部における径寸法よりも大きく設定することがより望ましい。 The diameter of the alignment mark 5 appearing on the top and bottom surfaces of the mask substrate 1 is preferably equal to or greater than the diameter of the opening of the through hole (mask opening) 2 and the diameter of the straight portion extending vertically of the through hole (mask opening) 2; however, it is more desirable for the diameter of the alignment mark 5 to be set larger than the diameter of the opening of the through hole (mask opening) 2 and the diameter of the straight portion extending vertically of the through hole (mask opening) 2.

1 マスク基板
2 マスク開口
5 アライメントマーク
6 マーク通孔
6a 上半部
6b 下半部
7 マーク体
8 開口(上)
9 開口(下)
10 通孔本体
11 凹入部(上)
12 凹入部(下)
13 受け面(上)
14 受け面(下)
15 柱状部
16 フランジ部(上)
17 フランジ部(下)
21 粗面化処理面
22 微小凹凸面
1 Mask substrate 2 Mask opening 5 Alignment mark 6 Mark through-hole 6a Upper half 6b Lower half 7 Mark body 8 Opening (upper)
9 Opening (bottom)
10 Through-hole body 11 Recessed portion (upper)
12. Recessed section (lower)
13 Receiving surface (upper)
14 Receiving surface (bottom)
15 Pillar portion 16 Flange portion (upper)
17 Flange part (lower)
21 roughened surface 22 finely textured surface

Claims (6)

マスク開口(2)を備えるマスク基板(1)に形成されるアライメントマーク(5)であって、
マスク基板(1)の厚み方向である上下方向に向かって貫通形成されたマーク通孔(6)と、このマーク通孔(6)を埋めるマーク体(7)とからなり、
マーク通孔(6)は、マスク基板(1)を貫通して、当該マスク基板(1)の上下面のそれぞれに開口(8・9)を有する通孔本体(10)と、開口(8・9)を囲むようにマスク基板(1)の上下面の少なくとも一方に凹み形成された、上下方向に指向する受け面(13・14)を有するリング状の凹入部(11・12)とからなり、
マーク体(7)は、通孔本体(10)に対応する柱状部(15)と、凹入部(11・12)に対応して該柱状部(15)の上下端の少なくとも一方から外方向に張出形成されるフランジ部(16・17)とからなり、
凹入部(11・12)の受け面(13・14)が微小凹凸を有する粗面化処理面(21)で形成され、この受け面(13・14)に対応するマーク体(7)のフランジ部(16・17)の面が微小凹凸面(22)で形成されていることを特徴とするアライメントマーク。
An alignment mark (5) formed on a mask substrate (1) having a mask opening (2),
The mask substrate (1) comprises a mark through-hole (6) formed through the mask substrate (1) in the thickness direction, ie, the vertical direction, and a mark body (7) filling the mark through-hole (6).
The mark through-hole (6) comprises a through-hole body (10) penetrating the mask substrate (1) and having openings (8, 9) on the upper and lower surfaces of the mask substrate (1), and a ring-shaped recessed portion (11, 12) having receiving surfaces (13, 14) oriented in the vertical direction and recessed into at least one of the upper and lower surfaces of the mask substrate (1) so as to surround the openings (8, 9).
The marking body (7) comprises a columnar portion (15) corresponding to the through-hole body (10) and flange portions (16, 17) formed to protrude outward from at least one of the upper and lower ends of the columnar portion (15) in correspondence with the recessed portions (11, 12),
An alignment mark characterized in that the receiving surfaces (13, 14) of the recessed portions (11, 12) are formed of roughened surfaces (21) having minute irregularities, and the surfaces of the flange portions (16, 17) of the mark body (7) corresponding to the receiving surfaces (13, 14) are formed of minute irregularities (22).
通孔本体(10)の内壁面に粗面化処理面(21)が形成され、この内壁面に対応するマーク体(7)の柱状部(15)の外周面が微小凹凸面(22)で形成されている請求項1に記載のアライメントマーク。 An alignment mark as described in claim 1, in which a roughened surface (21) is formed on the inner wall surface of the through-hole body (10), and the outer surface of the columnar portion (15) of the mark body (7) corresponding to this inner wall surface is formed with a minutely uneven surface (22). マーク通孔(6)の通孔本体(10)の上下端が、上方或いは下方に行くに従って径寸法が大きくなる拡開状に形成されている請求項1に記載のアライメントマーク。 An alignment mark as described in claim 1, wherein the upper and lower ends of the mark through-hole (6)'s through-hole body (10) are formed in an expanding shape with a diameter that increases upward or downward. マスク開口(2)を備えるマスク基板(1)に形成されるアライメントマーク(5)の形成方法であって、
アライメントマーク(5)は、マスク基板(1)の厚み方向である上下方向に向かって貫通形成されたマーク通孔(6)と、このマーク通孔(6)を埋めるマーク体(7)とからなり、
マスク基板(1)の上下面のそれぞれに開口(8・9)を有する通孔本体(10)を形成する通孔形成工程と、
開口(8・9)を囲むように、マスク基板(1)の上下面の少なくとも一方に上下方向に指向する受け面(13・14)を有するリング状の凹入部(11・12)を凹み形成する凹入部形成工程と、
凹入部(11・12)の受け面(13・14)に微小凹凸を有する粗面化処理面(21)を形成する粗面化工程と、
通孔本体(10)と凹入部(11・12)にマーク母材(34)を充填する母材充填工程と、
充填されたマーク母材(34)を硬化させてマーク体(7)を形成する硬化工程と、を含むことを特徴とするアライメントマークの形成方法。
A method for forming an alignment mark (5) on a mask substrate (1) having a mask opening (2), comprising:
The alignment mark (5) comprises a mark through-hole (6) formed through the mask substrate (1) in the vertical direction, which is the thickness direction, and a mark body (7) filling the mark through-hole (6);
a through-hole forming step of forming a through-hole body (10) having openings (8, 9) on each of the upper and lower surfaces of the mask substrate (1);
a recess forming step of recessing ring-shaped recesses (11, 12) having receiving surfaces (13, 14) oriented in the vertical direction on at least one of the upper and lower surfaces of the mask substrate (1) so as to surround the openings (8, 9);
a roughening step of forming a roughened surface (21) having minute irregularities on the receiving surfaces (13, 14) of the recessed portions (11, 12);
a base material filling step of filling the through-hole body (10) and the recessed portions (11, 12) with a mark base material (34);
and a hardening step of hardening the filled mark base material (34) to form a mark body (7).
マスク基板(1)は、電鋳により形成されており、
電鋳によるマスク基板(1)の形成工程と通孔形成工程とを同時に行う、請求項4に記載のアライメントマークの形成方法。
The mask substrate (1) is formed by electroforming,
5. The method for forming an alignment mark according to claim 4, wherein the step of forming the mask substrate (1) by electroforming and the step of forming the through-holes are carried out simultaneously.
金属薄板からなるマスク基板(1)に、請求項1から3のいずれか一つに記載のアライメントマーク(5)が形成されていることを特徴とするメタルマスク。 A metal mask comprising a mask substrate (1) made of a thin metal plate and an alignment mark (5) according to any one of claims 1 to 3 formed on the mask substrate (1).
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