JP7799511B2 - 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 markInfo
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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。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の内壁に、上下方向にマーク体7が移動することを規制する抜止部9が形成されている。マーク通孔6は、下方に行くに従って漸次径寸法が大きくなる下拡がりテーパー状の上半部6aと、下方に行くに従って漸次径寸法が小さくなる下窄まりテーパー状の下半部6bとで構成されており、上下半部6a・6bの境界部に係るマーク通孔6の内部に、左右の外方向に膨出形成された抜止部9となる凹部22が形成されている。マーク体7が、上半部6aを埋める下拡がり円錐台状の上方部7aと、下半部6bを埋める下窄まり円錐台状の下方部7bとからなり、上下方向の中央部に、マーク通孔6の上下の開口部の開口寸法よりも外径寸法の大きな拡径部23を備える。 The present invention is directed to an alignment mark 5 formed on a mask substrate 1 having a mask opening 2. The alignment mark 5 comprises a mark through-hole 6 formed to penetrate 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 retaining portion 9 that restricts movement of the mark body 7 in the vertical direction is formed on the inner wall of the mark through-hole 6. The mark through-hole 6 is composed of an upper half 6a that tapers downward and widens, the diameter of which gradually increases downward, and a lower half 6b that tapers downward and narrows, the diameter of which gradually decreases downward. Recesses 22 that bulge outward to the left and right are formed inside the mark through-hole 6 at the boundary between the upper and lower halves 6a and 6b and serve as the retaining portions 9. The mark body 7 is composed of an upper part 7a in the shape of a truncated cone expanding downward and filling the upper half part 6a, and a lower part 7b in the shape of a truncated cone narrowing downward and filling the lower half part 6b, and is provided at the center in the vertical direction with an expanded diameter part 23 whose outer diameter dimension is larger than the opening dimensions of the upper and lower openings of the mark through hole 6.
上半部6aの深さ寸法が、マスク基板1の厚み寸法の半分に設定されている。The depth of the upper half portion 6 a is set to half the thickness of the mask substrate 1 .
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、上記のようなアライメントマーク5が形成されている。The metal mask according to the present invention has the above-described alignment marks 5 formed on a mask substrate 1 made of a thin metal plate.
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。アライメントマーク5の形成方法は、マスク基板1にマーク通孔6を形成する通孔形成工程と、マーク通孔6内にマーク母材16を充填する母材充填工程と、充填されたマーク母材16を硬化させてマーク通孔6を埋めるようにマーク体7を形成する硬化工程とを含む。通孔形成工程においては、マスク基板1の上方に照射装置24を配置し、マスク基板1のアライメントマーク5の形成箇所に対してレーザー光を照射して、マスク基板1の一部を消失させて、マーク通孔6の上半部6aとなる陥没穴26を形成し、次いで、マスク基板1の下方に照射装置24を配置してレーザー光を照射して、マスク基板1の下方を部分的に消失させることで、マーク通孔6の下半部6bを形成するとともに、先の上方側の陥没穴26に連通する通孔27を形成している。そして、照射装置24から照射されるレーザー光のビーム直径は、照射装置24から離れるに従って次第に大きくなるようになっており、通孔形成工程において形成されるマーク通孔6が、下方に行くに従って漸次径寸法が大きくなる下拡がりテーパー状の上半部6aと、下方に行くに従って漸次径寸法が小さくなる下窄まりテーパー状の下半部6bとで構成され、上下半部6a・6bの境界部に係るマーク通孔6の内部に、左右の外方向に膨出形成された抜止部9となる凹部22が形成されるようになっていることを特徴とする。The present invention relates to a method for forming an alignment mark 5 in a mask substrate 1 having a mask opening 2. The alignment mark 5 is composed of a mark through-hole 6 formed to penetrate the mask substrate 1 in the vertical direction, which is the thickness direction, and a mark body 7 that fills the mark through-hole 6. The method for forming the alignment mark 5 includes a through-hole forming step of forming the mark through-hole 6 in the mask substrate 1, a base material filling step of filling the mark through-hole 6 with a mark base material 16, and a curing step of curing the filled mark base material 16 to form the mark body 7 so as to fill the mark through-hole 6. In the through-hole forming process, an irradiation device 24 is positioned above the mask substrate 1, and laser light is irradiated onto the location on the mask substrate 1 where the alignment mark 5 is to be formed, causing a portion of the mask substrate 1 to disappear and forming a depression 26 which becomes the upper half 6a of the mark through-hole 6.Next, an irradiation device 24 is positioned below the mask substrate 1 and laser light is irradiated onto the mask substrate 1 to partially disappear the lower portion of the mask substrate 1, thereby forming the lower half 6b of the mark through-hole 6 and forming a through-hole 27 which communicates with the depression 26 above. The beam diameter of the laser light irradiated from the irradiation device 24 gradually increases with increasing distance from the irradiation device 24, and the mark through hole 6 formed in the through hole forming process is composed of an upper half 6a that tapers downward and widens downward, the diameter of which gradually increases as it goes downward, and a lower half 6b that tapers downward and narrows downward, the diameter of which gradually decreases as it goes downward, and is characterized in that a recess 22 that serves as a removal prevention portion 9 is formed by bulging outward to the left and right inside the mark through hole 6 at the boundary between the upper and lower halves 6a and 6b.
本発明のアライメントマーク5のように、マーク通孔6の内壁に、上下方向にマーク体7が移動することを規制する抜止部9が形成されていると、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、抜止部9により防ぐことができる。したがって、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 a retaining portion 9 that restricts vertical movement of the mark body 7 is formed on the inner wall of the mark through-hole 6, as in the alignment mark 5 of the present invention, the retaining portion 9 can prevent the mark body 7 from accidentally falling out of the mark through-hole 6 and causing the alignment mark 5 to be lost. Therefore, a more reliable alignment mark 5 can be formed on the mask substrate 1.
抜止部9が、マーク通孔6の内壁から左右の外方向に張出形成されて、マーク体7に拡径部23を形成する凹部22で構成されていると、当該拡径部23におけるマーク体7の外形形状を、マスク基板1の上下面に係るマーク通孔6の開口部における内形形状よりも大きくすることができるので、マーク通孔6内でマーク体7が上下方向に移動することを規制することができる。したがって、マーク体7がマーク通孔6から脱落することを防ぐことができる。 When the retaining portion 9 is formed by a recess 22 that protrudes outward in the left and right directions from the inner wall of the mark through hole 6 and forms an expanded diameter portion 23 in the mark body 7, the outer shape of the mark body 7 at the expanded diameter portion 23 can be made larger than the inner shape of the opening of the mark through hole 6 on the top and bottom surfaces of the mask substrate 1, thereby restricting the mark body 7 from moving up and down within the mark through hole 6. This prevents the mark body 7 from falling out of the mark through hole 6.
レーザー照射により、マスク基板1にマーク通孔6を形成する構成を採ることができる。これによれば、例えば、レーザー照射を担う照射装置24から離れるに従ってビーム直径が大きくなるようなレーザー光25をマスク基板1の上下面に照射させてマーク通孔6を形成した場合には、当該マーク通孔6の内壁に、左右の外方向に張出形成された抜止部9となる凹部22を形成することができる。 A configuration can be adopted in which mark through-holes 6 are formed in the mask substrate 1 by laser irradiation. For example, when mark through-holes 6 are formed by irradiating the top and bottom surfaces of the mask substrate 1 with laser light 25, the beam diameter of which increases with increasing distance from the irradiation device 24 responsible for laser irradiation, recesses 22 that serve as retention portions 9 and protrude outward to the left and right can be formed in the inner walls of the mark through-holes 6.
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い、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 marks 5 are formed on a mask substrate 1 made of a thin metal plate. This makes it possible to obtain a metal mask with a more reliable alignment mark, in which the mark body 7 does not accidentally fall out of the mark through-hole 6 and the alignment mark 5 does not disappear.
(第1参考例) 図1から図3に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1参考例を示す。本参考例における前後、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。本参考例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 Reference Example ) Figures 1 to 3 show a first reference example in which alignment marks are applied to alignment marks on a metal mask for screen printing. In this reference example , the terms "front, back, left, right, top, 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 includes a printing pattern section (pattern area) 3 formed in the center thereof and having a group of numerous through holes (mask openings) 2 for ink paste, which are patterned to form a desired printing pattern, and a rectangular frame-shaped outer peripheral section 4 formed to surround the printing pattern section 3. The metal mask according to this reference example is formed by integrally molding the printing pattern section 3 and the outer peripheral section 4 by 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.
マーク体7の上下方向の移動を規制することを目的として、マーク通孔6の内壁には抜止部9が形成されている。図1に示すように、抜止部9は、マーク通孔6の内壁から内方向に突設状に形成された凸部10で形成されている。この凸部10の存在により、マーク体7には、径寸法が小さな部位11(縮径部)が形成される。 A retaining portion 9 is formed on the inner wall of the mark through-hole 6 to restrict vertical movement of the mark body 7. As shown in Figure 1, the retaining portion 9 is formed as a convex portion 10 that protrudes inward from the inner wall of the mark through-hole 6. The presence of this convex portion 10 forms a portion 11 with a small diameter (reduced diameter portion) on the mark body 7.
より詳しくは、図2に示すように、マスク基板1の上下面に臨むマーク通孔6の上下の開口は、平面視で円形に形成されている。一方、図1の断面図に示すように、マーク通孔6の内壁の左右方向の対向間隔で規定される径寸法は、上下方向に亘って大小に変化するものとなっている。本参考例におけるマーク通孔6は、下方に行くに従って径寸法が小さくなる下窄まり椀状の上半部6aと、下方に行くに従って径寸法が大きくなる下拡がり椀状の下半部6bとで構成されており、これら上下半部6a・6bの境界部に係る内壁に、内方向に突設状に凸部10が形成されている。これら上下半部6a・6bの上下方向の厚み寸法は略同一とされており、マーク通孔6の内壁の上下方向の中央部に凸部10が形成されている。かかる凸部10は、内壁から全周に亘って形成されており、当該凸部10の対向間隔で規定される径寸法は、マーク通孔6の上下方向の全体において最小とされている。 More specifically, as shown in Fig. 2, the upper and lower openings of the mark through-hole 6 facing the upper and lower surfaces of the mask substrate 1 are circular in plan view. Meanwhile, as shown in the cross-sectional view of Fig. 1, the diameter, defined by the lateral spacing between the inner walls of the mark through-hole 6, varies vertically. The mark through-hole 6 in this reference example is composed of an upper half 6a that is narrowed downward and has a bowl-like shape, the diameter of which decreases downward, and a lower half 6b that is widened downward and has a bowl-like shape, the diameter of which increases downward. A convex portion 10 is formed on the inner wall at the boundary between the upper and lower halves 6a and 6b, projecting inward. The upper and lower halves 6a and 6b have substantially the same thickness in the vertical direction, and the convex portion 10 is formed in the vertical center of the inner wall of the mark through-hole 6. The protrusions 10 are formed around the entire periphery from the inner wall, and the diameter defined by the distance between the opposing protrusions 10 is the smallest across the entire mark through-hole 6 in the vertical direction.
マーク通孔6に充填されるマーク母材16(図3(d)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。本参考例に係るマーク体7は、上半部6aを埋めるように形成された下窄まりの半球台状の上方部7aと、下半部6bを埋めるように形成された下拡がりの半球台状の下方部7bとで構成される。マーク体7の上下方向の中央部には、凸部10に対応して縮径部11が形成される。 The mark through-hole 6 is filled with a resin that will become the mark base material 16 (see FIG. 3(d)), and the resin is cured to form a mark body 7 in the mark through-hole 6. The mark body 7 according to this reference example is composed of an upper portion 7a that is tapered downward and has a hemispherical trapezoidal shape and is formed to fill the upper half portion 6a, and a lower portion 7b that is broadened downward and has a hemispherical trapezoidal shape and is formed to fill the lower half portion 6b. A reduced diameter portion 11 is formed in the vertical center of the mark body 7 in correspondence with the protrusion 10.
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、マーク体7の上下方向の移動は、マーク通孔6の凸部10が、マーク体7側の縮径部11の上下に位置する外周面に係合することで規制される。したがって、不用意にマーク体7がマーク通孔6から脱落することを防ぐことができる。 With an alignment mark 5 configured as described above, the vertical movement of the mark body 7 is restricted by the convex portion 10 of the mark through-hole 6 engaging with the outer peripheral surfaces located above and below the reduced diameter portion 11 on the mark body 7 side. This prevents the mark body 7 from accidentally falling out of the mark through-hole 6.
以上のことから、本参考例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 reference example 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)~(e)に、第1参考例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。本参考例においては、電鋳工程により作成されたマスク基板1に対して、エッチング処理によりアライメントマーク5のマスク通孔6を形成している。具体的には、まず、図3(a)に示すように、電鋳工程により作成されたマスク基板1の上下面にアライメントマーク5の形成箇所に開口部15aを有するレジスト膜15を形成する。より詳しくは、マスク基板1の上下面にフォトレジスト層を塗布又はラミネートしたのち、開口部に相当するパターンを有するパターンフィルムを密着させ、紫外線ランプにより焼き付け、現像、乾燥の各処理を行って、図3(a)に示すようなアライメントマーク5の形成箇所に開口部15aを有するレジスト膜15をマスク基板1の上下に形成する。次いで、図3(b)に示すように、レジスト膜15の開口部15aを介してエッチング液によるエッチング処理を行って、マスク基板1の上下から開口部15aに連通する凹穴を穿設して、図3(c)に示すように、下狭まり椀状の上半部6aと下拡がり椀状の下半部6bとで構成されるマーク通孔6を形成する(通孔形成工程)。このときマーク通孔6の内壁の上下方向の中央部には、抜止部9となる凸部10が残留形成される。レジスト膜15を除去したのち、図3(d)に示すように、マーク通孔6を埋めるように、樹脂からなるマーク母材16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17上にマスク基板1を載置して、マーク通孔6の下方側の開口が閉じられた状態で、マーク母材16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16を硬化させることで、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とからなり、マーク通孔6の内壁に、抜止部9となる凸部10を備えるアライメントマーク5を形成することができる。 3A to 3E show a method for manufacturing an alignment mark 5 and a metal mask according to a first reference example . In this reference example , a mask substrate 1 prepared by an electroforming process is etched to form mask through-holes 6 for the alignment marks 5. Specifically, as shown in FIG. 3A, resist films 15 having openings 15a corresponding to the positions where the alignment marks 5 will be formed are first formed on the top and bottom surfaces of the mask substrate 1 prepared by the electroforming process. More specifically, a photoresist layer is applied or laminated to the top and bottom surfaces of the mask substrate 1, and then a pattern film having a pattern corresponding to the openings is adhered to the resist film. The resist film is then baked with an ultraviolet lamp, developed, and dried to form resist films 15 having openings 15a corresponding to the positions where the alignment marks 5 will be formed, as shown in FIG. 3A, on the top and bottom of the mask substrate 1. Next, as shown in FIG. 3( b), an etching process is performed using an etching solution through the opening 15a in the resist film 15 to form recesses that communicate with the opening 15a from the top and bottom of the mask substrate 1. As shown in FIG. 3( c), a mark through-hole 6 is formed, which is composed of a narrowing, bowl-shaped upper half 6a and a widening, bowl-shaped lower half 6b (through-hole forming process). At this time, a protrusion 10 that serves as a retaining portion 9 remains in the vertical center of the inner wall of the mark through-hole 6. After removing the resist film 15, as shown in FIG. 3( d), a mark base material 16 made of resin is filled into 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 17, and the mark base material 16 is filled into the mark through-hole 6 with the lower opening of the mark through-hole 6 closed. Finally, by hardening the mark base material 16 filled in the mark through hole 6, an alignment mark 5 can be formed, which consists of the mark through hole 6 and a mark body 7 consisting of an upper part 7a and a lower part 7b that fill the mark through hole 6, and which has a protrusion 10 on the inner wall of the mark through hole 6 that serves as a removal prevention part 9.
(第2参考例) 図4及び図5にアライメントマークの第2参考例を示す。図4に示すように本参考例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、下方に行くに従って漸次径寸法が小さくなる下窄まりテーパー状の上半部6aと、下方に行くに従って漸次径寸法が大きくなる下拡がりテーパー状の下半部6bとで構成されている点が先の第1参考例と相違する。また、マーク通孔6の上半部6aを埋めるマーク体7の上方部7aが下狭まりの円錐台状に形成され、マーク通孔6の下半部6bを埋めるマーク体7の下方部7bが下拡がりの円錐台状に形成されている。それ以外の点、例えば、マーク通孔6にマーク体7が埋設されている点、上下半部6a・6bの境界部に係る内壁に、内方向に突設状に抜止部9となる凸部10が形成されている点などは、第1参考例と同様である。 (Second Reference Example ) Figures 4 and 5 show a second reference example of an alignment mark. As shown in Figure 4, the mark through hole 6 constituting the alignment mark 5 according to this reference example differs from the first reference example in that it is composed of an upper half 6a that tapers downward and has a diameter that gradually decreases downward, and a lower half 6b that tapers downward and has a diameter that gradually increases downward. Furthermore, the upper portion 7a of the mark body 7 filling the upper half 6a of the mark through hole 6 is formed in a truncated cone shape that narrows downward, and the lower portion 7b of the mark body 7 filling the lower half 6b of the mark through hole 6 is formed in a truncated cone shape that widens downward. Other points, such as the fact that the mark body 7 is embedded in the mark through hole 6 and that a protrusion 10 that serves as a retaining portion 9 is formed in an inward-protruding shape on the inner wall at the boundary between the upper and lower halves 6a and 6b, are the same as those of the first reference example .
本参考例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1(図5(a))に機械加工を施して形成される。具体的には、図5(b)に示すように、マスク基板1のアライメントマーク5の形成箇所に対して、上方からドリル19を打ち込んで、マスク基板1にドリル孔20aを形成する。ここでは、ドリル19のヘッド部が下面に突き抜けるまで切削を行っており、これにより形成されたドリル孔20aは、下窄まりテーパー状となる。次に、図5(c)に示すように、マスク基板1の下方からドリル19を打ち込んで、マスク基板1の下方側に上拡がりテーパー状のドリル孔20bを形成する。尤も、マスク基板1を天地逆姿勢としたうえで、上方からドリル19を打ち込んでドリル孔20bを形成することもできる。以上より、図5(d)に示すように、ドリル孔20aに由来して下方向に行くに従って漸次径寸法が小さくなる下窄まりテーパー状の上半部6aと、ドリル孔20bに由来して下方向に行くに従って漸次径寸法が大きくなる下拡がりテーパー状の下半部6bとで構成されるマーク通孔6を形成することができる。上下半部6a・6bの境界部に係る内壁に、内方向に突設状に抜止部9となる凸部10を形成することができる。また、マーク母材16(図3(d)参照)を充填し、これを硬化させることで、図4に示すように、マスク基板1に貫通形成されたマーク通孔6と、このマーク通孔6を埋める上方部7aと下方部7bとからなるマーク体7とからなり、マーク通孔6の内壁に、抜止部9となる凸部10を備えるアライメントマーク5を形成することができる。 The mark through-holes 6 constituting the alignment marks 5 of this reference example are formed by machining a mask substrate 1 ( FIG. 5( a) ) created by an electroforming process. Specifically, as shown in FIG. 5( b) , a drill 19 is driven from above into the mask substrate 1 at the location where the alignment marks 5 are to be formed, forming drill holes 20 a in the mask substrate 1. Here, cutting is performed until the head of the drill 19 penetrates through to the underside, and the drill holes 20 a thus formed are tapered, narrowing downward. Next, as shown in FIG. 5( c) , the drill 19 is driven from below the mask substrate 1 to form drill holes 20 b on the lower side of the mask substrate 1, tapering upward. It should be noted that the drill holes 20 b can also be formed by driving the drill 19 from above with the mask substrate 1 upside down. As a result, as shown in FIG. 5( d ), a mark through-hole 6 can be formed, which includes an upper half 6a tapered downward and originating from drilled hole 20a, and a lower half 6b tapered downward and originating from drilled hole 20b, and a lower half 6b tapered downward and originating from drilled hole 20b, and the diameter of which gradually increases downward. A protrusion 10 serving as a retaining portion 9 can be formed on the inner wall of the boundary between the upper and lower halves 6a and 6b. Furthermore, by filling the mask substrate 1 with a mark base material 16 (see FIG. 3( d )) and curing it, an alignment mark 5 can be formed, as shown in FIG. 4 , which includes a mark through-hole 6 formed through the mask substrate 1 and a mark body 7 consisting of an upper portion 7a and a lower portion 7b filling the mark through-hole 6, and which includes a protrusion 10 serving as a retaining portion 9 on the inner wall of the mark through-hole 6.
(第1実施形態) 図6及び図7に本発明に係るアライメントマークの第1実施形態を示す。図6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、下方に行くに従って漸次径寸法が大きくなる下拡がりテーパー状の上半部6aと、下方に行くに従って漸次径寸法が小さくなる下窄まりテーパー状の下半部6bとで構成されており、上下半部6a・6bの境界部に係るマーク通孔6の内壁には、外方向に張出形成された抜止部9となる凹部22が形成されている。また、マーク体7は、上半部6aを埋める下拡がり円錐台状の上方部7aと、下半部6bを埋める下狭まり円錐台状の下方部7bとからなり、上下方向の中央部に、マーク通孔6の上下の開口部の開口寸法よりも外径寸法の大きな拡径部23を備えるものとなっている。このように本実施形態においては、拡径部23におけるマーク体7の外形形状(外径寸法)を、マスク基板1の上下面に係るマーク通孔6の開口部における内形形状(開口寸法)よりも大きくすることができるので、マーク体7がマーク通孔6から脱落することを防ぐことができる。 6 and 7 show a first embodiment of an alignment mark according to the present invention. As shown in Fig. 6, the mark through-hole 6 constituting the alignment mark 5 according to this embodiment is composed of an upper half 6a that tapers downward and widens, and a lower half 6b that tapers downward and narrows, and the inner wall of the mark through-hole 6 at the boundary between the upper and lower halves 6a and 6b is formed with a recess 22 that protrudes outward and serves as a retaining portion 9. The mark body 7 is composed of an upper portion 7a that is shaped like a downwardly widening truncated cone and fills the upper half 6a, and a lower portion 7b that is shaped like a downwardly narrowing truncated cone and fills the lower half 6b, and is provided with an expanded diameter portion 23 in the vertical center whose outer diameter is larger than the opening dimensions of the upper and lower openings of the mark through-hole 6. In this embodiment, the outer shape (outer diameter dimension) of the mark body 7 in the expanded diameter portion 23 can be made larger than the inner shape (opening dimension) of the opening of the mark through hole 6 on the upper and lower surfaces of the mask substrate 1, thereby preventing the mark body 7 from falling off from 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1(図7(a))に、レーザー照射を施して形成される。具体的には、図7(b)に示すように、マスク基板1の上方に照射装置24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25を照射して、マスク基板1の一部を消失させて、陥没穴26を形成する。ここでは、レーザー光25のビーム直径は、照射装置24から離れるに従って、次第に大きくなるようにしており、レーザー照射により形成される陥没穴26は、下拡がりのテーパー状となる。また、陥没穴26の深さ寸法は、マスク基板1の厚み寸法の半分に設定されている。次に図7(c)に示すように、マスク基板1の下方に照射装置24を配置し、アライメントマーク5の形成箇所に対して下方側からレーザー照射を行って、マスク基板1の下方を部分的に消失させて、先の上方側の陥没穴26に連通する通孔27を形成する。このときの照射装置24から照射されるレーザー光25のビーム直径は、先と同様に照射装置24から離れるに従って、次第に大きくなるようになっており、レーザー照射により形成される通孔27は、下狭まりのテーパー状となる。以上より、図7(d)に示すように、上方側の陥没穴26に由来して上方向に行くに従って漸次径寸法が小さくなる上窄まりテーパー状の上半部6aと、下方側の通孔に由来して下方向に行くに従って漸次径寸法が小さくなる下窄まりテーパー状の下半部6bとで構成されるマーク通孔6を形成することができる。なお、マスク基板1を天地逆姿勢としたうえで、上方からレーザー照射を行うことで、陥没穴26に連通する通孔27を形成することもできる。マスク基板1に対して、上下の両方向からレーザー照射を行って、陥没穴26と通孔27とからなるマーク通孔6を同時に形成してもよい。 In this embodiment, the mark through-hole 6 constituting the alignment mark 5 is formed by laser irradiation of a mask substrate 1 (FIG. 7(a)) created by an electroforming process. Specifically, as shown in FIG. 7(b), an irradiation device 24 is positioned above the mask substrate 1, and laser light 25 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 depression 26. Here, the beam diameter of the laser light 25 gradually increases with increasing distance from the irradiation device 24, and the depression 26 formed by laser irradiation has a tapered shape that widens downward. The depth of the depression 26 is set to half the thickness of the mask substrate 1. Next, as shown in FIG. 7(c), an irradiation device 24 is positioned below the mask substrate 1, and laser light is irradiated from below onto the location where the alignment mark 5 is to be formed, thereby partially eliminating the lower portion of the mask substrate 1 and forming a through-hole 27 that communicates with the depression 26 above. The beam diameter of the laser light 25 emitted from the irradiation device 24 at this time gradually increases with increasing distance from the irradiation device 24, as before, and the through-hole 27 formed by the laser irradiation has a tapered shape that narrows downward. As a result, as shown in FIG. 7(d), a mark through-hole 6 can be formed, which is composed of an upper half 6a that tapers upward and originates from the upper depression 26 and whose diameter gradually decreases upward, and a lower half 6b that tapers downward and originates from the lower through-hole and whose diameter gradually decreases downward. It is also possible to form a through-hole 27 that communicates with the depression 26 by irradiating the mask substrate 1 with a laser from above while holding it upside down. Laser irradiation of the mask substrate 1 from both above and below may also be performed to simultaneously form the mark through-hole 6, which consists of the depression 26 and the through-hole 27.
このマーク通孔6にマーク母材16(図3(d)参照)を充填し、これを硬化させることで、図6に示すように、マスク基板1に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の内壁に、抜止部9となる凹部22を備えるアライメントマーク5を形成することができる。 By filling this mark through-hole 6 with a mark base material 16 (see Figure 3(d)) and curing it, an alignment mark 5 can be formed, as shown in Figure 6, which consists of a mark through-hole 6 formed through the mask substrate 1 and a mark body 7 filling this mark through-hole 6, with a recess 22 on the inner wall of the mark through-hole 6 that serves as a removal prevention portion 9.
(第3参考例) 図8及び図9にアライメントマークの第3参考例を示す。図8に示すように本参考例に係るアライメントマーク5では、抜止部9がマーク通孔6の内壁に形成された、微小凹凸29を備える粗面部30で構成されている。より詳しくは、マーク通孔6は、上下方向に向かって外径寸法が均一なストレート孔であるものの、その内壁の全面には、微小凹凸29を備える粗面部30が構成されている。この粗面部30の微小凹凸29内にマーク体7の外周部が進入し、両者(マーク通孔6の内壁と、マーク体7の外周部)とは凹凸係合している。以上のような構成からなる本参考例のアライメントマーク5によれば、両者(マーク通孔6の内壁とマーク体7の外周部)間の摩擦係合力の向上を図ることができるので、マーク通孔6内でマーク体7が上下方向に移動することを規制することができる。したがって、マーク体7がマーク通孔6から脱落することを防ぐことができる。 ( Third Reference Example ) FIGS. 8 and 9 show a third reference example of an alignment mark. As shown in FIG. 8 , in the alignment mark 5 according to this reference example , the retaining portion 9 is formed on the inner wall of the mark through-hole 6 by a rough surface portion 30 having minute asperities 29. More specifically, the mark through-hole 6 is a straight hole with a uniform outer diameter in the vertical direction, but the entire inner wall is formed with the rough surface portion 30 having minute asperities 29. The outer periphery of the mark body 7 enters the minute asperities 29 of the rough surface portion 30, and the two (the inner wall of the mark through-hole 6 and the outer periphery of the mark body 7) are engaged with each other by an asperity. The alignment mark 5 according to this reference example , which has the above-described configuration, can improve the frictional engagement force between the two (the inner wall of the mark through-hole 6 and the outer periphery of the mark body 7), thereby restricting the mark body 7 from moving vertically within the mark through-hole 6. This prevents the mark body 7 from falling out of the mark through-hole 6.
本参考例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9(a))に、レーザー照射を施して形成される。具体的には、図9(b)に示すように、マスク基板1の上方に照射装置24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25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25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、マスク基板1を作業台17上に載置し、マーク通孔6内に拡散プリズム32を配したのち、再度照射装置24を駆動して、拡散プリズム32に対してレーザー光25を照射する。拡散プリズム32により拡散されたレーザー光25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29を形成する。以上より、図9(d)に示すように、ストレート孔の内壁の全体に微小凹凸29からなる粗面部30を備えるマーク通孔6を形成することができる。 The mark through-hole 6 constituting the alignment mark 5 of this reference example is formed by laser irradiation of a mask substrate ( FIG. 9( a) ) prepared by an electroforming process. Specifically, as shown in FIG. 9( b), an irradiation device 24 is disposed above the mask substrate 1, and laser light 25 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 25 is set to be straight with no change in beam diameter, and a straight hole with a uniform diameter is formed in the mask substrate 1 in the vertical direction. Next, the mask substrate 1 is placed on the workbench 17, a diffusion prism 32 is placed inside the mark through-hole 6, and the irradiation device 24 is again driven to irradiate the laser light 25 onto the diffusion prism 32. The laser light 25 diffused by the diffusion prism 32 is irradiated onto the entire inner wall of the mark through-hole 6, eliminating the surface of the inner wall and forming minute irregularities 29. As a result of the above, as shown in FIG. 9D, a mark through-hole 6 can be formed that has a rough surface portion 30 made up of minute irregularities 29 on the entire inner wall of the straight hole.
また、このマーク通孔6にマーク母材16(図3(d)参照)を充填し、これを硬化させることで、図8に示すように、マスク基板1に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の内壁に、抜止部9となる微小凹凸29からなる粗面部30を備えるアライメントマーク5を形成することができる。 Furthermore, by filling this mark through-hole 6 with a mark base material 16 (see Figure 3(d)) and curing it, as shown in Figure 8, an alignment mark 5 can be formed, which consists of a mark through-hole 6 formed through the mask substrate 1 and a mark body 7 filling this mark through-hole 6, and which has a roughened surface portion 30 made of minute irregularities 29 on the inner wall of the mark through-hole 6 that serves as a removal prevention portion 9.
(第4参考例) 図10にアライメントマークの第4参考例を示す。本参考例に係るアライメントマーク5では、抜止部9がマーク通孔6の内壁に架け渡される架橋体34で構成されている。より詳しくは、マーク通孔6は、上下方向に向かって外径寸法が均一なストレート孔であるものの、その内壁の上端部と下端部のそれぞれには、左右方向と前後方向に走る2本ずつのリブ35からなる、平面視で「井」の字状の架橋体34が形成されている。また、このマーク通孔6内にマーク母材16(図3(d)参照)を充填し、これを硬化させることで、図10に示すように、マスク基板1に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の上下端の内壁に、抜止部9となる架橋体34を備えるアライメントマーク5を形成することができる。 ( Fourth Reference Example ) FIG. 10 shows a fourth reference example of an alignment mark. In an alignment mark 5 according to this reference example , the retaining portion 9 is composed of a bridge 34 spanning the inner wall of the mark through-hole 6. More specifically, the mark through-hole 6 is a straight hole with a uniform outer diameter in the vertical direction, but the upper and lower ends of its inner wall are each formed with a bridge 34 shaped like a square in plan view, consisting of two ribs 35 running in the left-right direction and two ribs 35 running in the front-to-back direction. Furthermore, by filling the mark through-hole 6 with a mark base material 16 (see FIG. 3( d)) and curing it, an alignment mark 5 can be formed, as shown in FIG. 10 , which includes the mark through-hole 6 formed through the mask substrate 1 and the mark body 7 filling the mark through-hole 6, and which has bridges 34 serving as the retaining portion 9 on the inner walls of the upper and lower ends of the mark through-hole 6.
このように抜止部9がマーク通孔6の内壁に架け渡される架橋体34で構成されていると、該架橋体34がマーク体7に係合することで、マーク通孔6内でマーク体7が上下方向に移動することを規制することができる。したがって、マーク体7がマーク通孔6から脱落することを防ぐことができる。 When the retaining portion 9 is configured as a bridge 34 that spans the inner wall of the mark through hole 6, the bridge 34 engages with the mark body 7, restricting the mark body 7 from moving up and down within the mark through hole 6. This prevents the mark body 7 from falling out of the mark through hole 6.
(第5参考例) 図11(a)~(e)に、第5参考例に係るアライメントマーク、およびメタルマスクの製造方法を示す。本参考例では、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11(a)に示すように、母型38の上面にフォトレジスト層39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40aを有するパターンフィルム40を密着させ、紫外線ランプ41により焼き付け、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11(b)に示すように、マスク開口2に対応するレジスト体42aと、マーク通孔6に対応するレジスト体42bとを母型38上に形成する。次に、図11(c)に示すように、これらレジスト体42a・42bを使って、母型38上に電鋳法により電着層43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。次いで、レジスト体42a・42bを溶解(膨潤)除去することで、図11(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。 11(a) to 11(e) show a manufacturing method of an alignment mark and a metal mask according to the fifth 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 FIG. 11(a), a photoresist layer 39 is applied or laminated to the upper surface of a matrix 38. Then, a pattern film 40 having pattern openings 40a corresponding to the mask openings 2 and the mark through-holes 6 is adhered to the matrix 38. After the photoresist layer 39 is baked with an ultraviolet lamp 41, developed, and dried, the unexposed portions are removed. As shown in FIG. 11(b), a resist body 42a corresponding to the mask openings 2 and a resist body 42b corresponding to the mark through-holes 6 are formed on the matrix 38. Next, as shown in FIG. 11(c), these resist bodies 42a and 42b are used to form an electrodeposited layer 43 on the matrix 38 by electroforming. This allows the mask substrate 1 having the mask openings 2 to be formed simultaneously with the formation of the mark through-holes 6. Next, the resist bodies 42a and 42b are dissolved (swelled) and removed, thereby forming the mask substrate 1 having the mask opening 2 and the mark through-hole 6 as shown in FIG. 11(d).
次に、図11(e)に示すように、マスク基板1を作業台17上に載置し、マーク通孔6内に拡散プリズム32を配したのち、照射装置24を駆動して、拡散プリズム32に対してレーザー光25を照射することで、マーク通孔6の内壁の表面を消失させて、微小凹凸29を形成する。これにより、先の第3参考例の図9(d)に示したような、ストレート孔の内壁の全体に微小凹凸29からなる粗面部30を備えるマーク通孔6を形成することができる。また、このマーク通孔6にマーク母材16(図3(d)参照)を充填し、これを硬化させることで、図8に示すように、マスク基板1に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の内壁に、抜止部9となる微小凹凸29からなる粗面部30を備え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. 11( e), the mask substrate 1 is placed on the workbench 17, a diffusion prism 32 is placed in the mark through hole 6, and the irradiation device 24 is driven to irradiate the diffusion prism 32 with laser light 25, thereby eliminating the surface of the inner wall of the mark through hole 6 and forming minute irregularities 29. This makes it possible to form a mark through hole 6 having a roughened surface portion 30 consisting of minute irregularities 29 on the entire inner wall of the straight hole, as shown in FIG. 9( d) of the third reference example . Furthermore, by filling this mark through hole 6 with a mark base material 16 (see FIG. 3( d)) and curing it, it is possible to form an alignment mark 5, as shown in FIG. 8, which is composed of the mark through hole 6 formed through the mask substrate 1 and the mark body 7 filling this mark through hole 6, and which has a roughened surface portion 30 consisting of minute irregularities 29 that serves as a removal prevention portion 9 on the inner wall of the mark through hole 6.
(第6参考例) 図12にアライメントマーク5の第6参考例を示す。本参考例では、アライメントマーク5を構成するマーク通孔6の内壁が、左右の内方向に膨出状に突設形成された湾曲面を有するベルマウス状とされている。マーク通孔6の内壁の最も内方向に膨出されている部分が抜止部9となる凸部10とされている。マーク通孔6を埋めるマーク体7は、上下方向の両端部に係る外径寸法に比べて、上下方向の中央部の外径寸法が小さな小鼓状とされている。マーク体7の上下方向の中央部には、縮径部11が形成されている。以上より、マーク通孔6側の凸部10が、マーク体7側の縮径部11に係合するため、マーク通孔6内でマーク体7が上下方向に移動することを規制することができ、不用意にマーク体7がマーク通孔6から脱落することを防ぐことができる。 ( Sixth Reference Example ) FIG. 12 shows a sixth reference example of an alignment mark 5. In this reference example , the inner wall of the mark through hole 6 constituting the alignment mark 5 is bell-mouth shaped, with a curved surface formed by bulging inward in both left and right directions. The most inwardly bulging portion of the inner wall of the mark through hole 6 is a protrusion 10 that serves as the retaining portion 9. The mark body 7 filling the mark through hole 6 is small-drum shaped, with the outer diameter of the vertical center being smaller than the outer diameters of both vertical ends. A reduced-diameter portion 11 is formed in the vertical center of the mark body 7. As described above, the protrusion 10 on the mark through hole 6 engages with the reduced-diameter portion 11 on the mark body 7, restricting vertical movement of the mark body 7 within the mark through hole 6 and preventing the mark body 7 from accidentally falling out of the mark through hole 6.
(第7参考例) 図13(a)にアライメントマーク5の第7参考例を示す。本参考例では、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おり、上半部6aの最下部には左右の内方向に抜止部9となる凸部10が形成されるとともに、上半部6aと下半部6bとの境界部には、下向きの受面45が周回状に形成されている。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の凸部10に対応して、上方部7aの下端には、外径寸法の小さな縮径部11が形成されている。下方部7bの上端には、上方部7aの下端から外方向に張り出すように、リング状の筒端面48が形成されている。 13A shows a seventh reference example of an alignment mark 5. In this reference example , the upper half 6a of the mark through-hole 6 is formed in a tapered bell-mouth shape 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 of the lowermost part of the upper half 6a is set smaller than that of the lower half 6b, and the lowermost part of the upper half 6a is formed with a protrusion 10 serving as a retaining portion 9 extending inward in the left and right directions, and a downward-facing receiving surface 45 is formed around the boundary between the upper half 6a and 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 with the angle of inclination of the outer periphery increasing downward, and the lower part 7b is formed in a straight, cylindrical shape with a uniform diameter in the vertical direction. A reduced diameter portion 11 having a small outer diameter is formed at the lower end of the upper portion 7a in correspondence with the protrusion 10 of the mark through-hole 6. A ring-shaped cylindrical end surface 48 is formed at the upper end of the lower portion 7b so as to protrude outward from the lower end of the upper portion 7a.
図13(b)は第7参考例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45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。 13(b) shows an alignment mark according to a modified example of the seventh reference example , in which the diameter (d1) of the receiving surface 45, defined by the inner wall of the lowermost portion 6a of the upper half 6a and the inner wall of the uppermost portion 6b of the mark through-hole 6, is set to be the same as the height (d2) of the upper half 6a. This configuration can be obtained by forming a resist body having substantially the same shape as the lower portion 7b of the mark body 7 on a matrix, and then producing a mask substrate 1 by electroforming. In other words, when electroforming is performed using a resist body having substantially the same shape as 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.
以上のような構成からなるアライメントマーク5においては、マーク体7の縮径部11がマーク通孔6の凸部10に受け止められることで、マーク体7の下方への移動が規制される。また、マーク体7の筒端面48がマーク通孔6の受面45に受け止められることで、マーク体7の上方への移動が規制される。以上より、マーク通孔6内でマーク体7が上下方向に移動することを規制することができ、不用意にマーク体7がマーク通孔6から脱落することを防ぐことができる。 In the alignment mark 5 configured as described above, the reduced diameter portion 11 of the mark body 7 is received by the convex portion 10 of the mark through hole 6, restricting downward movement of the mark body 7. Furthermore, the cylindrical end surface 48 of the mark body 7 is received by the receiving surface 45 of the mark through hole 6, restricting upward movement of the mark body 7. As a result, vertical movement of the mark body 7 within the mark through hole 6 can be restricted, preventing the mark body 7 from accidentally falling out of the mark through hole 6.
(第8参考例) 図14にアライメントマーク5の第8参考例を示す。本参考例では、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、内壁の傾斜角度が均一な下拡がりのテーパー状に形成されている。上下半部6a・6bの境界部に係る内壁には、内方向に突設状に抜止部9となる凸部10が形成されている。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、下拡がりの円錐台形とされている。マーク通孔6の凸部10に対応して、上下方部7a・7bの境界部には、外径寸法の小さな縮径部11が形成されている。 ( Eighth Reference Example ) Figure 14 shows an eighth reference example of an alignment mark 5. In this reference example , the upper half 6a of the mark through-hole 6 is formed in a bowl shape tapering downward, with the angle of inclination of the inner wall decreasing downward, while the lower half 6b is formed in a tapered shape with a uniform angle of inclination of the inner wall expanding downward. A protrusion 10 that protrudes inward and serves as a retaining portion 9 is formed on the inner wall at the boundary between the upper and lower halves 6a and 6b. The mark body 7 filling the mark through-hole 6 has an upper portion 7a formed in a hemispherical truncated shape tapering downward, with the angle of inclination of the outer periphery decreasing downward, and a lower portion 7b formed in a truncated cone shape expanding downward. Corresponding to the protrusion 10 of the mark through-hole 6, a reduced diameter portion 11 with a small outer diameter is formed at the boundary between the upper and lower portions 7a and 7b.
以上のような構成からなるアライメントマーク5においては、マーク体7の縮径部11がマーク通孔6の凸部10に受け止められることで、マーク体7の上下方向への移動が規制される。以上より、マーク通孔6内でマーク体7が上下方向に移動することを規制することができ、不用意にマーク体7がマーク通孔6から脱落することを防ぐことができる。 In the alignment mark 5 configured as described above, the reduced diameter portion 11 of the mark body 7 is received by the convex portion 10 of the mark through-hole 6, restricting the vertical movement of the mark body 7. As a result, the vertical movement of the mark body 7 within the mark through-hole 6 can be restricted, preventing the mark body 7 from accidentally falling out of the mark through-hole 6.
(第9参考例) 図15にアライメントマーク5の第9参考例を示す。本参考例では、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、内壁の傾斜角度が均一な下拡がりのテーパー状に形成されている。上下半部6a・6bの境界部に係る内壁には、内方向に突設状に抜止部9となる凸部10が形成されている。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、下拡がりの円錐台形とされている。マーク通孔6の凸部10に対応して、上下方部7a・7bの境界部には、外径寸法の小さな縮径部11が形成されている。 ( Ninth Reference Example ) Figure 15 shows a ninth reference example of an alignment mark 5. In this reference example , the upper half 6a of the mark through-hole 6 is formed in a bell-mouth shape that narrows downward, with the angle of inclination of the inner wall increasing downward, while the lower half 6b is formed in a tapered shape with a uniform angle of inclination of the inner wall that widens downward. A protrusion 10 that protrudes inward and serves as a retaining portion 9 is formed on the inner wall at the boundary between the upper and lower halves 6a and 6b. The mark body 7 filling the mark through-hole 6 has an upper portion 7a that is formed in a tapered shape with a concave curved surface whose outer periphery has an angle of inclination that increases downward, while the lower portion 7b is formed in a truncated cone shape that widens downward. Corresponding to the protrusion 10 of the mark through-hole 6, a reduced diameter portion 11 with a small outer diameter is formed at the boundary between the upper and lower portions 7a and 7b.
以上のような構成からなるアライメントマーク5においては、マーク体7の縮径部11がマーク通孔6の凸部10に受け止められることで、マーク体7の上下方向への移動が規制される。以上より、マーク通孔6内でマーク体7が上下方向に移動することを規制することができ、不用意にマーク体7がマーク通孔6から脱落することを防ぐことができる。 In the alignment mark 5 configured as described above, the reduced diameter portion 11 of the mark body 7 is received by the convex portion 10 of the mark through-hole 6, restricting the vertical movement of the mark body 7. As a result, the vertical movement of the mark body 7 within the mark through-hole 6 can be restricted, preventing the mark body 7 from accidentally falling out of the mark through-hole 6.
(第10参考例)図16にアライメントマークの第10参考例を示す。本参考例では、マーク通孔6を構成する下窄まり椀状の上半部6aと、下拡がり椀状の下半部6bとの間に、上下方向に径寸法が均一な筒状のストレート部51が形成されている点が、第1参考例と相違する。このストレート部51の内周部分が、内方向に突設される抜止部9となる凸部10とされている。マーク通孔6を埋めるマーク体7は、上半部6aを埋める下窄まりの半球台状の上方部7aと、ストレート部51を埋める縮径部11となる円柱部52と、下半部6bを埋める下拡がりの半球台状の下方部7bとで構成される。 10th Reference Example : Fig. 16 shows a 10th reference example of an alignment mark. This reference example differs from the first reference example in that a cylindrical straight portion 51 with a uniform diameter in the vertical direction is formed between the upper half portion 6a, which is a bowl-shaped portion tapering downward, and the lower half portion 6b, which is a bowl-shaped portion tapering downward, that constitutes the mark through- hole 6. The inner peripheral portion of this straight portion 51 is formed as a convex portion 10 that serves as a retaining portion 9 that protrudes inward. The mark body 7 that fills the mark through-hole 6 is composed of a hemispherical trapezoidal upper portion 7a that narrows downward and fills the upper half portion 6a, a cylindrical portion 52 that serves as a reduced-diameter portion 11 that fills the straight portion 51, and a hemispherical trapezoidal lower portion 7b that widens downward and fills the lower half portion 6b .
(第11参考例)図17にアライメントマークの第11参考例を示す。本参考例では、マーク通孔6を構成する上半部6aと下半部6bの両者が上下方向に径寸法が均一なストレート状の開口とされている点、マーク通孔6を埋めるマーク体7を構成する上方部7aと下方部7bの両者が円柱状とされている点が、第10参考例と相違する。 17 shows an alignment mark according to the 11th embodiment . This embodiment differs from the 10th embodiment in that both the upper half 6a and the lower half 6b constituting the mark through-hole 6 are straight openings with uniform diameters in the vertical direction, and that both the upper part 7a and the lower part 7b constituting the mark body 7 filling the mark through-hole 6 are cylindrical.
(第12参考例)図18にアライメントマークの第12参考例を示す。本参考例では、マーク通孔6を構成するストレート部51が、上下半部6a・6bの内壁から外方向に張出し形成されて凹部22(抜止部9)とされており、当該ストレート部51を埋めるマーク体7の円柱部52が拡径部23とされている点が、先の第11参考例と相違する。 18 shows a twelfth embodiment of an alignment mark. This embodiment differs from the eleventh embodiment in that the straight portion 51 constituting the mark through-hole 6 is formed to protrude outward from the inner wall of the upper and lower halves 6a and 6b to form a recess 22 (retaining portion 9), and the cylindrical portion 52 of the mark body 7 filling the straight portion 51 is formed as an expanded diameter portion 23.
(第13参考例)図19にアライメントマークの第13参考例を示す。本参考例のマーク通孔6の内周部は、平面視において、多数個の凹凸54が連続する多角形状に形成され、マーク通孔6を埋めるマーク体7の外周部には、平面視において多数個の凹凸55が形成されている。上下方向においてマーク通孔6の内径寸法の変化はなく、当該マーク通孔6を埋めるマーク体7は外周部に凹凸を有する多角筒状とされている。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を平面視における内周部が真円状のストレート孔とするとともに、マーク体7を径寸法が均一な円柱体とする場合に比べて、内外周部に凹凸54・55を形成した分だけ、両者6・7間の接触面積を大きくして、摩擦係合力を大きくすることができる。以上より、前記凹凸54・55が抜止部9として機能してマーク通孔6内でマーク体7が上下方向に移動することを規制することができ、不用意にマーク体7がマーク通孔6から脱落することを防ぐことができる。 (Third Reference Example ) Figure 19 shows a thirteenth reference example of an alignment mark. In this reference example , the inner periphery of the mark through hole 6 is formed in a polygonal shape with numerous continuous irregularities 54 in a plan view, and the outer periphery of the mark body 7 filling the mark through hole 6 is formed in a plan view with numerous irregularities 55. The inner diameter dimension of the mark through hole 6 does not change in the vertical direction, and the mark body 7 filling the mark through hole 6 is a polygonal cylinder with irregularities on the outer periphery. With the alignment mark 5 configured as described above, the contact area between the mark through hole 6 and the mark body 7 can be increased by the amount of the irregularities 54, 55 formed on the inner and outer peripheries, thereby increasing the frictional engagement force, compared to when the mark through hole 6 is a straight hole with a perfect circular inner periphery in a plan view and the mark body 7 is a cylindrical body with a uniform diameter. As a result, the projections and recesses 54 and 55 function as a retaining portion 9 to restrict the vertical movement of the mark body 7 within the mark through hole 6, thereby preventing the mark body 7 from accidentally falling out of the mark through hole 6.
(第14参考例)図20及び図21にアライメントマークの第14参考例を示す。図20に示すように、本参考例のマーク通孔6の内周部は、平面視において、無数個の微小な凹凸54が連続する円状に形成されている。つまり、本参考例では、マーク通孔6の内周部に形成される凹凸54の個数が、先の第13参考例のそれよりも格段に多く、且つ各凹凸54の振幅(凹凸幅)が、先の第13参考例のそれよりも格段に小さい点、及び平面視において、マーク通孔6の内周部が円状に形成されている点が、先の第13参考例と相違する。マーク通孔6を埋めるマーク体7の外周部には、平面視において無数個の凹凸55が形成されている。上下方向においてマーク通孔6の内径寸法の変化はなく、当該マーク通孔6を埋めるマーク体7は外周部に凹凸を有する円柱状とされている。 ( Fourteenth Reference Example ) Figures 20 and 21 show a fourteenth reference example of an alignment mark. As shown in Figure 20, the inner periphery of the mark through-hole 6 of this reference example has countless minute irregularities 54 formed in a continuous circle in a plan view. That is, this reference example differs from the thirteenth reference example in that the number of irregularities 54 formed in the inner periphery of the mark through-hole 6 is significantly greater than that of the thirteenth reference example, the amplitude (irregularity width) of each irregularity 54 is significantly smaller than that of the thirteenth reference example , and the inner periphery of the mark through-hole 6 is formed in a circular shape in a plan view . The outer periphery of the mark body 7 filling the mark through-hole 6 has countless irregularities 55 formed in a plan view. The inner diameter dimension of the mark through-hole 6 does not change in the vertical direction, and the mark body 7 filling the mark through-hole 6 is cylindrical with irregularities on the outer periphery.
上記のようなアライメントマーク5は、電鋳によるマスク基板1を作成する際に使用されるレジスト体42bの外周に微小な凹凸を形成することで得ることができる。詳しくは図21(a)に示すように、母型38の上面にフォトレジスト層39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40aを有するパターンフィルム40を密着させ、紫外線ランプ41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21(b)に示すように、マスク開口2に対応するレジスト体42aと、マーク通孔6に対応するレジスト体42bとを母型38上に形成する。このとき、マーク通孔6に対応するパターン開口40aの内周に微小凹凸を形成しておくことで、図21(b)に示すように、マーク通孔6に対応するレジスト体42bの外周面に微小な凹凸58を形成することができる。次に、図21(c)に示すように、これらレジスト体42a・42bを使って、母型38上に電鋳法により電着層43を形成したのち、レジスト体42aのみを溶解(膨潤)除去し、レジスト体42bを残すことで、図20に示すような、マスク基板1に貫通形成されて、内壁に抜止部9となる微小な凹凸54が無数個形成されたマーク通孔6と、このマーク通孔6を埋めて、外周部(外周面)に無数個の凹凸55が形成された、レジスト体42bに由来するマーク体7とを有するアライメントマーク5を形成することができる。なお、両レジスト体42a・42bを溶解(膨潤)除去し、マーク通孔6内にマーク母材を充填してアライメントマーク5を形成しても良い。 The alignment mark 5 described above can be obtained by forming minute irregularities on the outer periphery of the resist body 42b used to create the mask substrate 1 by electroforming. Specifically, as shown in FIG. 21(a), a photoresist layer 39 is applied or laminated to the upper surface of the matrix 38, and then a pattern film 40 having pattern openings 40a corresponding to the mask openings 2 and the mark through-holes 6 is adhered to the upper surface. The resist film 40 is then baked (exposed) with an ultraviolet lamp 41, developed, and dried. The unexposed portions are then removed, forming a resist body 42a corresponding to the mask openings 2 and a resist body 42b corresponding to the mark through-holes 6 on the matrix 38, as shown in FIG. 21(b). By forming minute irregularities on the inner periphery of the pattern openings 40a corresponding to the mark through-holes 6, a minute irregularity 58 can be formed on the outer periphery of the resist body 42b corresponding to the mark through-holes 6, as shown in FIG. 21(b). Next, as shown in FIG. 21(c), these resist bodies 42a and 42b are used to form an electrodeposited layer 43 on a matrix 38 by electroforming. Then, only the resist body 42a is dissolved (swelled) and removed, leaving the resist body 42b. This forms an alignment mark 5, as shown in FIG. 20, which includes a mark through-hole 6 that penetrates the mask substrate 1 and has countless minute irregularities 54 on its inner wall that serve as retention portions 9, and a mark body 7 derived from the resist body 42b that fills the mark through-hole 6 and has countless irregularities 55 on its outer periphery (outer peripheral surface). Alternatively, the alignment mark 5 can be formed by dissolving (swelling) and removing both resist bodies 42a and 42b, and filling the mark through-hole 6 with a mark matrix material.
(第15参考例) 図22にアライメントマークの第15参考例を示す。本参考例では、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61と、アライメントマーク5の外周縁と凹溝61との間に形成された平坦面62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や粗面部30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61の形状は円環状に限らず、四角(多角)枠状であってもよい。 ( 15th Reference Example ) Figure 22 shows a 15th reference example of an alignment mark. In this reference example , a heat-shielding structure is formed around the alignment mark 5. The heat-shielding structure is composed of a ring-shaped (annular) groove 61 recessed into the upper surface of the mask substrate 1 so as to surround the alignment mark 5, and a flat surface 62 formed between the outer edge of the alignment mark 5 and the groove 61. In this way, by providing a heat-shielding structure around the alignment mark 5, heat generated when forming the mark through-hole 6 and the rough surface portion 30 by irradiating with laser light can be prevented 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 61 is not limited to annular, and it may also be a square (polygonal) frame shape.
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の上下半部6a・6bの上下方向の厚み寸法は略同一とされていたが、これら上下半部6a・6bの上下方向の厚み寸法を、いずれか一方が大きく、他方が小さいものとして、抜止部9(凸部10)を、マスク基板1の上下方向のいずれか一方に偏倚させてもよい。また、抜止部9(凸部10)は、マーク通孔6の内壁に周方向に断続的に形成されていてもよい。第5実施形態では、架橋体34は、マーク通孔6の内壁の上端部と下端部のそれぞれに設けられていたが、架橋体34は、上端部もしくは下端部のみに形成しても良いし、マーク通孔6の上下方向の中途部に形成してもよい。第7実施形態のマーク通孔6の内壁(湾曲面)の中途部にストレート孔を形成してマーク体7の中途部にストレート部を形成してもよい。第8実施形態のマーク通孔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。第9実施形態、或いは第10実施形態のマーク通孔6の下半部6bは、ストレートの円柱状や下窄まり状としてもよい。その他に本発明の実施形態としては各実施形態における抜止部9を組み合わせたものなど種々の形態が考えられるが、要はマーク通孔6の内壁に、上下方向にマーク体7が移動することを規制する抜止部9が形成されていればよい。 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 and lower halves 6a and 6b of the mark through-hole 6 have substantially the same vertical thickness. However, the upper and lower halves 6a and 6b may have a larger vertical thickness than the other, and the retaining portion 9 (protrusion 10) may be biased to one side of the mask substrate 1 in the vertical direction. The retaining portion 9 (protrusion 10) may also be intermittently formed in the circumferential direction on the inner wall of the mark through-hole 6. In the fifth embodiment, the bridges 34 are provided at both the upper and lower ends of the inner wall of the mark through-hole 6. However, the bridges 34 may be formed only at the upper or lower ends, or may be formed midway up or down the mark through-hole 6. In the seventh embodiment, a straight hole may be formed midway through the inner wall (curved surface) of the mark through-hole 6, forming a straight portion midway through the mark body 7. In the eighth embodiment, a straight hole may be formed at the bottom of the upper half 6a of the mark through-hole 6, and a straight cylindrical portion may be formed 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 a mask substrate 1 by electroforming. In the ninth or tenth embodiment, the lower half 6b of the mark through-hole 6 may be a straight cylindrical portion or may taper downward. Various other embodiments of the present invention are possible, such as combinations of the retaining portions 9 of each embodiment. However, the key is that the retaining portion 9 that restricts vertical movement of the mark body 7 is formed on the inner wall of the mark through-hole 6.
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。 The alignment mark 5 described in each embodiment may be upside down. In the alignment mark of the present invention, the mark body 7 (mark material) does not have to completely fill the mark through-hole 6. Furthermore, the number and position of the alignment marks formed on the mask substrate of the present invention are not limited to those described in the above embodiments. 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 described in the above embodiments. They may be polygonal, star-shaped, or other shapes. 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 mark 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
7 マーク体
9 抜止部
10 凸部
16 マーク母材
22 凹部
29 微小凹凸
30 粗面部
34 架橋体
REFERENCE SIGNS LIST 1 mask substrate 2 mask opening 5 alignment mark 6 mark through-hole 7 mark body 9 retaining portion 10 convex portion 16 mark base material 22 concave portion 29 minute concave and convex portions 30 rough surface portion 34 bridge body
Claims (4)
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)の内壁に、上下方向にマーク体(7)が移動することを規制する抜止部(9)が形成されており、
マーク通孔(6)は、下方に行くに従って漸次径寸法が大きくなる下拡がりテーパー状の上半部(6a)と、下方に行くに従って漸次径寸法が小さくなる下窄まりテーパー状の下半部(6b)とで構成されており、上下半部(6a・6b)の境界部に係るマーク通孔(6)の内部に、左右の外方向に膨出形成された抜止部(9)となる凹部(22)が形成されており、
マーク体(7)が、上半部(6a)を埋める下拡がり円錐台状の上方部(7a)と、下半部(6b)を埋める下窄まり円錐台状の下方部(7b)とからなり、上下方向の中央部に、マーク通孔(6)の上下の開口部の開口寸法よりも外径寸法の大きな拡径部(23)を備え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).
A retaining portion (9) is formed on the inner wall of the mark through-hole (6) to restrict the mark body (7) from moving in the vertical direction.
The mark through hole (6) is composed of an upper half portion (6a) tapered downwards, the diameter of which gradually increases downwards, and a lower half portion (6b) tapered downwards, the diameter of which gradually decreases downwards, and a recess (22) that bulges outward to the left and right and serves as a retaining portion (9) is formed inside the mark through hole (6) at the boundary between the upper and lower halves (6a, 6b).
The alignment mark is characterized in that the mark body (7) comprises an upper part (7a) in the shape of a downwardly expanding truncated cone filling the upper half part (6a) and a lower part (7b) in the shape of a downwardly narrowing truncated cone filling the lower half part (6b), and is provided with an expanded diameter part (23) in the vertical center part, the outer diameter of which is larger than the opening dimensions of the upper and lower openings of the mark through hole (6) .
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、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);
マスク基板(1)にマーク通孔(6)を形成する通孔形成工程と、a through-hole forming step of forming a mark through-hole (6) in a mask substrate (1);
マーク通孔(6)内にマーク母材(16)を充填する母材充填工程と、a base material filling step of filling the mark through-hole (6) with a mark base material (16);
充填されたマーク母材(16)を硬化させてマーク通孔(6)を埋めるようにマーク体(7)を形成する硬化工程と、を含み、a hardening step of hardening the filled mark base material (16) to form a mark body (7) so as to fill the mark through-hole (6),
通孔形成工程においては、マスク基板(1)の上方に照射装置(24)を配置し、マスク基板(1)のアライメントマーク(5)の形成箇所に対してレーザー光を照射して、マスク基板(1)の一部を消失させて、マーク通孔(6)の上半部(6a)となる陥没穴(26)を形成し、次いで、マスク基板(1)の下方に照射装置(24)を配置してレーザー光を照射して、マスク基板(1)の下方を部分的に消失させることで、マーク通孔(6)の下半部(6b)を形成するとともに、先の上方側の陥没穴(26)に連通する通孔(27)を形成しており、In the through-hole forming step, an irradiation device (24) is disposed above the mask substrate (1), and a laser beam is irradiated onto the mask substrate (1) at a location where the alignment mark (5) is to be formed, thereby eliminating a portion of the mask substrate (1) and forming a depression (26) that will become the upper half (6a) of the mark through-hole (6); next, an irradiation device (24) is disposed below the mask substrate (1), and a laser beam is irradiated onto the mask substrate (1), thereby partially eliminating the lower portion of the mask substrate (1), thereby forming the lower half (6b) of the mark through-hole (6) and forming a through-hole (27) that communicates with the depression (26) above;
照射装置(24)から照射されるレーザー光のビーム直径は、照射装置(24)から離れるに従って次第に大きくなるようになっており、The beam diameter of the laser light emitted from the irradiation device (24) gradually increases with increasing distance from the irradiation device (24),
通孔形成工程において形成されるマーク通孔(6)が、下方に行くに従って漸次径寸法が大きくなる下拡がりテーパー状の上半部(6a)と、下方に行くに従って漸次径寸法が小さくなる下窄まりテーパー状の下半部(6b)とで構成され、上下半部(6a・6b)の境界部に係るマーク通孔(6)の内部に、左右の外方向に膨出形成された抜止部(9)となる凹部(22)が形成されるようになっている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, characterized in that the mark through hole (6) formed in the through hole forming process is composed of an upper half (6a) that tapers downward and widens downward, the diameter of which gradually increases downward, and a lower half (6b) that tapers downward and narrows downward, the diameter of which gradually decreases downward, and a recess (22) that bulges outward to the left and right and serves as a removal prevention portion (9) is formed inside the mark through hole (6) at the boundary between the upper and lower halves (6a, 6b).
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