ステンシルマスク及びその製造方法
【課題】構造及び製造工程を実質的に複雑化することなしに熱膨張による変形を補償できるステンシルマスク及びその製造方法を提供する。
【解決手段】ステンシルマスクは、シリコン基板の一面に形成した薄膜部２と、薄膜部に形成した一つ、もしくは複数の開孔部５と、荷電粒子線の入射によって発生する熱応力を緩和するための応力緩和構造６とによって構成され、少なくともＳＯＩ基板１を酸化する工程と、表面側の酸化膜に表面開孔部のマスクとなる開孔部５を開孔する工程と、酸化膜マスクを用いて薄膜部に開孔部を形成する工程と、薄膜部に形成した開孔部の側壁を酸化する工程と、裏面側の酸化膜に裏面開孔部のマスクとなる開孔を形成する工程と、裏面酸化膜マスクを用いて支持基板に開孔部を形成する工程と、表面側酸化膜と裏面側酸化膜と表裏面の開孔部によって露出した埋込酸化膜をエッチングする工程を含む。
【解決手段】ステンシルマスクは、シリコン基板の一面に形成した薄膜部２と、薄膜部に形成した一つ、もしくは複数の開孔部５と、荷電粒子線の入射によって発生する熱応力を緩和するための応力緩和構造６とによって構成され、少なくともＳＯＩ基板１を酸化する工程と、表面側の酸化膜に表面開孔部のマスクとなる開孔部５を開孔する工程と、酸化膜マスクを用いて薄膜部に開孔部を形成する工程と、薄膜部に形成した開孔部の側壁を酸化する工程と、裏面側の酸化膜に裏面開孔部のマスクとなる開孔を形成する工程と、裏面酸化膜マスクを用いて支持基板に開孔部を形成する工程と、表面側酸化膜と裏面側酸化膜と表裏面の開孔部によって露出した埋込酸化膜をエッチングする工程を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置を製造する際に、荷電粒子ビームを用いて半導体装置に所望のパターンを描画するのに用いるステンシルマスク及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステンシルマスクは、荷電粒子線が通過する開孔部と荷電粒子線を遮蔽する遮蔽部とを備えて構成されている。荷電粒子線がステンシルマスクに入射すると、荷電粒子線ビームの形状は遮蔽部によって整形される。ステンシルマスクによって整形された荷電粒子ビームを用いて半導体装置に所望のパターンを描画する。
【０００３】
ステンシルマスクの遮蔽部に入射した荷電粒子のエネルギーは遮蔽部に吸収されるため、遮蔽部の温度が上昇する。一方、ステンシルマスクの遮蔽部は、例えばシリコン単結晶のような単一の材料で構成されているため熱抵抗率のステンシルマスク面内分布はない。しかしながら、荷電粒子ビームを遮蔽する構造体の形状が等方的ではなく、その厚さも場所により異なるため、熱抵抗率と形状の関数である遮蔽部の熱抵抗は異方性を有する。またステンシルマスクの単位面積あたりに入射する荷電粒子ビームのエネルギー密度は面内で均一である。
【０００４】
遮蔽構造体の温度は、吸収されたエネルギー量と熱抵抗によって決まり、遮蔽部の熱抵抗が面内で分布を持ち、かつ荷電粒子ビームのエネルギー密度が面内で均一であるため、荷電粒子の遮蔽構造（ステンシルマスク）に温度分布が発生する。
【０００５】
ステンシルマスクは周囲をイオン注入装置などの装置に固定されているため、ステンシルマスクに吸収された熱エネルギーはステンシルマスクの周囲を通じて装置へと流出する。従って、ステンシルマスクの中央部は周辺部に比べて温度が高くなる。熱膨張量は（熱膨張率）×（例えば室温である基準温度との温度差）のため、遮蔽構造体に温度分布の発生したステンシルマスクは、温度の高低に従い熱膨張量の分布が発生する。遮蔽構造体に熱膨張量の分布が生じると、遮蔽構造体に応力の不均一な面分布、変形、極端な場合には遮蔽構造体を構成する梁などの座屈が発生する。こうして、遮蔽構造体が変形し荷電粒子の通路である開孔部に侵入すると、荷電粒子ビームが遮蔽構造体に遮蔽されるため荷電粒子のビーム形状も変形し、描画パターンの寸法精度が劣化するという問題があった。
【０００６】
このような熱膨張による問題点を解決するため、二枚の基板を中間層を介して貼り合わせ、一方の基板に荷電ビームの透過孔を形成し、他方の基板における、上記透過孔に相当する位置に開口部を形成し、該開口部の形成される他方の基板の外側の面に基板反り防止膜を形成したステンシルマスクが提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
また、マスク母体に、転写パターンを複数の矩形状サブフィールドに分割して形成し、各矩形状サブフィールドの周囲に、応力の大きさを調整できる応力調整領域を額縁状に設けた露光マスクも提案されている（特許文献２参照）。
【０００８】
さらに、開口を備えたパターニング用マスクと、パターニング用マスクと離間して配置された少なくとも一つの熱吸収用マスクとを備え、パターニング用マスクの開口と熱吸収用マスクの開口とを位置合わせして構成した露光マスクも提案されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００２−１５１３８５号公報
【特許文献２】特開２００４−１１１７１３号公報
【特許文献３】特許第３３９２８５９号（ＷＯ２００２／０５２６２２）
【０００９】
しかし、このような従来提案されてきたマスクでは、マスクの構造及び製造工程が複雑となり、そのため、マスクのコストが高なるという別の問題が生ずる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明は、上述の熱膨張、熱膨張量の分布の問題を、マスクの構造及び製造工程を実質的に複雑にすることなしに解決しようとするものである。従って、本発明は、構造及び製造工程を実質的に複雑化することなしに熱膨張による変形を補償できるステンシルマスク及びその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の発明によれば、シリコン基板の一面に形成した薄膜部と、該薄膜部に形成した少なくとも一つの転写パターン開孔部と、薄膜部に形成した転写パターン開孔部を囲む薄膜部の領域に形成され、荷電粒子線の入射によって発生する熱応力を緩和する応力緩和開孔部とを有して成るステンシルマスクが提供される。
【００１２】
応力緩和開孔部は、薄膜部に形成した転写パターン開孔部全体を囲む薄膜部の領域にコ字状に連続して形成され、転写パターン開孔部の形成された薄膜部は片持ち梁構造として構成され得る。
【００１３】
代わりに、応力緩和開孔部は、薄膜部に形成した転写パターン開孔部全体を囲む薄膜部の領域における三辺の各々に形成された開孔部から成り、これら隣接した開孔部の間に、荷電粒子線の入射によって発生する熱応力による変形に対するばね機能をもつ薄膜部領域を残して構成され得る。
【００１４】
本発明の第２の発明によれば、シリコン基板の一面に形成した薄膜部と、上記薄膜部に形成した少なくとも一つの転写パターン開孔部と、シリコン基板の他面に形成した荷電粒子遮蔽部とを有し、上記荷電粒子遮蔽部が、薄膜部に形成した転写パターン開孔部の一つ又は複数を囲む薄膜部の領域に沿って一端側から他端側に向って伸び、荷電粒子線の入射によって該荷電粒子遮蔽部に発生する熱応力を緩和する応力緩和領域部を構成して成るステンシルマスクが提供される。
【００１５】
応力緩和領域部は、薄膜部に形成した転写パターン開孔部の一つ又は複数を囲む薄膜部の領域に沿って一端側から他端側に向って伸びる片持ち梁構造として構成され得る。
【００１６】
代わりに、応力緩和領域部は、薄膜部に形成した転写パターン開孔部の一つ又は複数を囲む薄膜部の領域に沿って一端側から他端側に向って伸び、他端側すなわち自由端側が、荷電粒子線の入射によって発生する熱応力による変形に対するばね機能をもつ領域で互いに結合して構成され得る。
【００１７】
本発明の第３の発明によれば、少なくともＳＯＩ基板を酸化する工程と、表面側の酸化膜に表面開孔部のマスクとなる開孔部を開孔する工程と、酸化膜マスクを用いて薄膜部に開孔部を形成する工程と、薄膜部に形成した開孔部の側壁を酸化する工程と、裏面側の酸化膜に裏面開孔部のマスクとなる開孔を形成する工程と、裏面酸化膜マスクを用いて支持基板に開孔部を形成する工程と、表面側酸化膜と裏面側酸化膜と表裏面の開孔部によって露出した埋込酸化膜をエッチングする工程とを含んで成るステンシルマスクの製造方法が提供される。
【００１８】
本発明の第３の発明によるステンシルマスクの製造方法において、裏面酸化膜マスクを用いて支持基板に開孔部を形成する工程は、ドライエッチング法により実施され得る。
【００１９】
代わりに、裏面酸化膜マスクを用いて支持基板に開孔部を形成する工程は、アルカリ性エッチング液を用いて結晶異方性ウエットエッチング法により実施され得る。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の第１の発明によるステンシルマスクにおいては、シリコン基板の一面に形成した薄膜部と、該薄膜部に形成した少なくとも一つの荷電粒子ビームの形状を整形する転写パターン開孔部と、薄膜部に形成した転写パターン開孔部を囲む薄膜部の領域に形成され、荷電粒子線の入射によって発生する熱応力を緩和する応力緩和開孔部とによって構成されているので、荷電粒子ビームの入射、遮蔽によりステンシルマスクに吸収されたエネルギーによってステンシルマスクに温度分布が生じ、熱膨張量に分布が発生した場合でも、この熱膨張によって発生する応力を応力緩和開孔部によって吸収することができる。それにより、応力によるステンシルマスクを構成する梁の座屈などの変形を抑制することが可能となり、荷電粒子ビームの形状が変形する荷電粒子ビーム密度の閾値を大きくすることができる。このため高密度の荷電粒子ビームを利用することが可能となり、パターン描画時間を短縮し、生産性を向上することができるようになる。
【００２１】
また、本発明の第１の発明によるステンシルマスクにおいて、応力緩和開口部が、薄膜部に形成した転写パターン開孔部全体を囲む薄膜部の領域にコ字状に連続して形成され、転写パターン開孔部の形成された薄膜部が片持ち梁構造として構成される場合には、荷電粒子ビームを遮蔽することによって薄膜遮蔽構造体に吸収された荷電粒子ビームのエネルギーによって薄膜遮蔽構造体が熱膨張しても、薄膜遮蔽構造体が片持ち梁の自由端の方向に自由に伸びることができるため薄膜遮蔽構造体に発生する応力を緩和することができる。その結果、荷電粒子ビームの形状を整形するための開孔部を構成する梁の座屈などの変形を抑制することが可能となる。
【００２２】
さらに、本発明の第１の発明によるステンシルマスクにおいて、応力緩和開孔部が、薄膜部に形成した転写パターン開孔部全体を囲む薄膜部の領域における三辺の各々に形成された開孔部から成り、これら隣接した開孔部の間に、荷電粒子線の入射によって発生する熱応力による変形に対するばね機能をもつ薄膜部領域を残して構成される場合には、薄膜部に発生する熱応力を緩和し、荷電粒子ビームの形状を整形するための開孔部の変形を抑制することができると共に、薄膜部が外力等によって機械的に振動することを抑制することができるため、荷電粒子ビームの形状の寸法精度と位置精度を向上することができる。
【００２３】
本発明の第２の発明によるステンシルマスクにおいては、シリコン基板の他面に形成した荷電粒子遮蔽部を設け、該荷電粒子遮蔽部が、薄膜部に形成した転写パターン開孔部の一つ又は複数を囲む薄膜部の領域に沿って一端側から他端側に向って伸び、荷電粒子線の入射によって該荷電粒子遮蔽部に発生する熱応力を緩和する応力緩和領域部を構成しているので、高密度の荷電粒子線を入射した際でも熱応力による荷電粒子遮蔽部の座屈などの変形を抑制することが可能となり、荷電粒子遮蔽部が変形することによって荷電粒子ビームの通路に侵入し、荷電粒子ビーム形状が変形することを抑制することができる。従って、荷電粒子ビームの形状が変形する荷電粒子ビーム密度の閾値を大きくすることができる。このためパターン描画に高密度の荷電粒子ビームを利用することが可能となり、パターン描画時間を短縮し、生産性を向上することができる。また、荷電粒子ビームを整形する薄膜遮蔽構造体に入射する荷電粒子ビームの一部を荷電粒子遮蔽部によって遮蔽する構造としたため、薄膜遮蔽構造体に入射する荷電粒子ビームのエネルギー量を少なくすることが可能となり、薄膜遮蔽構造体の温度上昇や温度分布の発生、それに伴う薄膜遮蔽構造体の変形を抑制することができる。
【００２４】
本発明の第２の発明によるステンシルマスクにおいて、応力緩和領域部が、薄膜部に形成した転写パターン開孔部の一つ又は複数を囲む薄膜部の領域に沿って一端側から他端側に向って伸びる片持ち梁構造として構成される場合には、荷電粒子ビームを遮蔽することによって荷電粒子遮蔽部に吸収された荷電粒子ビームのエネルギーのため荷電粒子遮蔽部が熱膨張し、かつ、この熱膨張量に面分布が発生しても、荷電粒子遮蔽部が片持ち梁構造の自由端方向に自由に伸長することができるため、熱膨張量の面分布に伴う応力の発生を抑制することができる。その結果、荷電粒子遮蔽部の座屈などを抑制することが可能となり、荷電粒子遮蔽部が熱応力で変形することによって荷電粒子ビームの通路に侵入し、荷電粒子ビームの形状が変形することを抑制することができる。
【００２５】
本発明の第２の発明によるステンシルマスクにおいて、応力緩和領域部が、薄膜部に形成した転写パターン開孔部の一つ又は複数を囲む薄膜部の領域に沿って一端側から他端側に向って伸び、他端側すなわち自由端側が、荷電粒子線の入射によって発生する熱応力による変形に対するばね機能をもつ領域で互いに結合して構成される場合には、荷電粒子遮蔽部に発生する熱応力を緩和することができると共に、荷電粒子遮蔽部が外力等によって機械的に振動することを抑制することができる。従って、荷電粒子遮蔽部が振動することによって荷電粒子ビームの通路に侵入し、荷電粒子ビームの形状の寸法精度や位置精度が低下することを抑制することができる。
【００２６】
本発明の第３の発明によるステンシルマスクの製造方法においては、少なくともＳＯＩ基板を酸化する工程と、表面側の酸化膜に表面開孔部のマスクとなる開孔部を開孔する工程と、酸化膜マスクを用いて薄膜部に開孔部を形成する工程と、薄膜部に形成した開孔部の側壁を酸化する工程と、裏面側の酸化膜に裏面開孔部のマスクとなる開孔を形成する工程と、裏面酸化膜マスクを用いて支持基板に開孔部を形成する工程と、表面側酸化膜と裏面側酸化膜と表裏面の開孔部によって露出した埋込酸化膜をエッチングする工程を含むことにより、荷電粒子線のビーム形状を整形する表面側開孔部を有する薄膜遮蔽構造体をＳＯＩ基板を構成する埋込酸化膜や支持基板から機械的、熱的に分離することが可能となり、荷電粒子線の吸収に起因する温度分布、熱膨張の発生に伴う熱応力を応力緩和機構である片持ち梁構造、又はばね構造により緩和することができる。
【００２７】
本発明の第３の発明によるステンシルマスクの製造方法において、裏面側の開孔部のエッチングにドライエッチング技術を用いた場合には、支持基板の結晶方位に依存しない、自由度の高い開孔パターン設計が可能となり、開孔部の面積をより小さくすることが可能となる。
【００２８】
本発明の第３の発明によるステンシルマスクの製造方法において、裏面側の開孔部を形成するためのエッチングにウエットエッチング法を用いた場合には、プラズマエッチング装置などの高価な設備を利用するドライエッチング法を用いる場合と比較して製造コストを低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１〜図３には、本発明の第１の実施形態によるステンシルマスクを概略的に示し、１はＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板であり、薄膜部２と埋込酸化膜３と支持基板４とによって構成されている。薄膜部２には、荷電粒子ビームの形状を所定のパターンで整形する荷電粒子透過孔である複数の表面開孔部５が設けられている。これらの表面開孔部５は、ＳＯＩ基板１の厚み方向で貫通しており、従って、荷電粒子ビームは薄膜部２における表面開孔部５の形状に従って通過することができる。
【００３０】
また、薄膜部２には、薄膜部２に形成された転写パターン表面開孔部５を囲む薄膜部２の領域に、荷電粒子ビームの入射によって発生する熱応力を緩和する応力緩和開孔部６が形成され、この応力緩和開孔部６は、図示実施形態では、薄膜部２に形成された転写パターン表面開孔部５全体を囲む薄膜部の領域にコ字状に連続して形成され、それにより転写パターン表面開孔部５の形成された薄膜部２の部分２ａは片持ち梁構造として構成されている。すなわち、薄膜部２のこの片持ち梁構造部分２ａは、ＳＯＩ基板１の薄膜部２の外周部分２ｂから応力緩和開孔部６によって分離されている。
【００３１】
また、７は、ＳＯＩ基板１の埋込酸化膜３によって画定された空隙部であり、８は支持基板４に形成した開孔部であり、また９は片持ち梁構造部分２ａと支持基板４との間の空隙部である。
【００３２】
このように構成した第１の実施形態によるステンシルマスクにおいては、荷電粒子ビームの形状を整形するため薄膜部２に開孔部５を有する薄膜遮蔽構造体を片持ち梁構造とした。従って、荷電粒子線が薄膜遮蔽構造体に入射し、薄膜遮蔽構造体に吸収されたエネルギーによって薄膜遮蔽構造体に温度分布が生じて、その結果、薄膜遮蔽構造体の熱膨張量に分布が発生した場合でも、薄膜遮蔽構造体が片持ち梁すなわち薄膜部２の部分２ａの自由端の方向に伸びることによって薄膜遮蔽構造体に発生する熱応力を緩和することができ、それにより、熱膨張量の分布に起因する応力を抑制することができる。その結果、開孔部５の形成される薄膜部２の部分２ａの座屈などの変形を抑制することが可能となり、荷電粒子線の形状が変形する荷電粒子ビーム強度の閾値を大きくすることができる。従って、高密度の荷電粒子ビームを利用してパターン描画を実施することが可能となり描画時間を短縮することができる。また、応力緩和開孔部６の荷電粒子入射側には支持基板４が存在し、支持基板４に形成した開孔部８と応力緩和開孔部６は重ならない構造としたことにより、荷電粒子ビームは支持基板４に妨げられて応力緩和開孔部６を通過することができない。従って、荷電粒子ビームのパターン形状に影響を及ぼさずに応力緩和開孔部６の形状を最適化することができる。
【００３３】
図４には図１〜図３に示すステンシルマスクの製造方法におけるそれぞれの工程を示している。
【００３４】
図４の（ａ）に示すように、ステンシルマスクは、半導体基板、例えばＳＯＩ基板１を出発材料とする。ＳＯＩ基板１は薄膜部２と、埋込酸化膜３と、支持基板４とによって構成されている。
【００３５】
最初の工程では、図４の（ｂ）に示すように、まずＳＯＩ基板１を酸素雰囲気中で熱酸化させることにより表面側にシリコン酸化膜１０ａと裏面側にシリコン酸化膜１０ｂを形成する。
【００３６】
次の工程では、図４の（ｃ）に示すように、表面側のシリコン酸化膜１０ａ上に、ＩＣ、ＬＳＩ製造の際に利用されるフォトリソグラフィ技術を用いて荷電粒子透過孔である表面開孔部５を構成するパターン５ａ、応力緩和開孔部６を構成するための開孔部６ａが形成される。なお、シリコン酸化膜１０ａのエッチングには、希釈フッ酸や緩衝フッ酸を用いるウエットエッチング法、もしくはプラズマを用いるドライエッチング法などの技術を用いることができる。
【００３７】
図４の（ｄ）に示す工程では、シリコン酸化膜１０ａ上に開孔したパターン５ａ、６ａをマスクにしてＳＦ６プラズマなどを用いたドライエッチング技術を用いてＳＯＩ基板１の薄膜部２に開孔部５ｂ、６ｂが形成される。
【００３８】
図４の（ｅ）に示す工程では、ＳＯＩ基板１を酸素雰囲気中で熱酸化させることにより開孔部５ｂ、６ｂの側壁部にシリコン酸化膜１１が形成される。
【００３９】
図４の（ｆ）に示す工程では、裏面側である支持基板４上のシリコン酸化膜１０ｂにフォトリソグラフィ技術を用いて開孔部８ａを形成する。
【００４０】
図４の（ｇ）に示す工程では、シリコン酸化膜１０ｂ上に開孔したパターン８ａをマスクにしてＳＦ６プラズマなどを用いたドライエッチング技術を用いてＳＯＩ基板１の支持基板４に開孔部８ｂを形成する。
【００４１】
図４の（ｈ）に示す工程では、等方性エッチング技術、例えば希釈フッ酸や緩衝フッ酸を用いるウエットエッチング法を用いて、開孔部８ｂを形成することによって露出した埋込酸化膜３、表面側に形成されているシリコン酸化膜１０ａと裏面側のシリコン酸化膜１０ｂ、開孔部５ｂ、６ｂの側壁部に形成されたシリコン酸化膜１１をエッチングする。なお、この際、埋込酸化膜３は、埋込酸化膜３がエッチングされるに従って開孔部８ｂなどによって露出している部分のみならず、薄膜部２や支持基板４によって覆われている部分９にもエッチャントが浸入するため、これらの部分にも空隙部７が形成される。
【００４２】
図５〜図７には、本発明の第２の実施形態によるステンシルマスクを概略的に示し、２１はＳＯＩ基板であり、薄膜部２２と埋込酸化膜２３と支持基板２４とによって構成されている。薄膜部２２には、荷電粒子ビームの形状を所定のパターンで整形する荷電粒子透過孔である複数の表面開孔部２５が設けられている。これらの表面開孔部２５は、ＳＯＩ基板２１の厚み方向で貫通しており、従って、荷電粒子ビームは薄膜部２２における表面開孔部２５の形状に従って通過することができる。
【００４３】
また、薄膜部２２には、薄膜部２２に形成された転写パターン表面開孔部２５を囲む薄膜部２２の領域に、荷電粒子ビームの入射によって発生する熱応力を緩和する三つの応力緩和開孔部２６ａ、２６ｂ、２６ｃが形成され、これらの応力緩和開孔部２６ａ、２６ｂ、２６ｃは、図示実施形態では、薄膜部２２に形成された転写パターン表面開孔部２５全体を囲む薄膜部の領域にコ字状に連続して形成されているが、隣接した応力緩和開孔部２６ａ、２６ｃ及び２６ｂ、２６ｃ間に、それぞれ転写パターン表面開孔部２５の形成された薄膜部２２の部分２２ａを支える薄膜部領域部分２２から成るばね機能部２７が設けられている。なお、ばね機能部２７は図示した単純な直方体形状の他に、複数の折り返しを有する構造でも良く、折り返しの数を多くすることによって、より大きな熱膨張量を吸収することが可能になる。
【００４４】
図５〜図７に示す第２の実施形態によるステンシルマスクの製造方法は、基本的には第１の実施形態のステンシルマスクの場合と同じであり、表面側パターン形成工程におけるパターン形状が異なる。
【００４５】
このように構成した図５〜図７に示す第２の実施形態によるステンシルマスクにおいては、応力緩和構造として薄膜遮蔽構造体の一端にばね機能部２７を設けたことにより、図１〜図３に示す実施形態の構造と同様に荷電粒子ビームを遮蔽することによって薄膜遮蔽構造体に吸収された荷電粒子線のエネルギーによって薄膜遮蔽構造体が熱膨張しても、薄膜遮蔽構造体に発生する応力をばね機能部２７で緩和、吸収することができる。また、機械的な振動がステンシルマスクに加わった場合でも、ばね機能部２７が薄膜遮蔽構造体の振動を吸収、抑制するため荷電粒子線のパターンの位置精度の低下を抑制することができる。さらに、重力等の影響により薄膜部２２の部分２２ａの位置精度が低下するのは、ばね機能部２７によって応力を吸収することにより抑制することができる。
【００４６】
図８〜図１０には、本発明の第３の実施形態によるステンシルマスクを概略的に示し、３１はＳＯＩ基板であり、薄膜部３２と埋込酸化膜３３と支持基板３４とによって構成されている。薄膜部３２には、荷電粒子ビームの形状を所定のパターンで整形する荷電粒子透過孔である複数の表面開孔部３５が設けられている。これらの表面開孔部３５は、ＳＯＩ基板３１の厚み方向で貫通しており、従って、荷電粒子ビームは薄膜部３２における表面開孔部３５の形状に従って通過することができる。
【００４７】
この第３の実施形態によるステンシルマスクにおいて、支持基板３４には、薄膜部３２に形成された転写パターン表面開孔部３５を囲む領域に、荷電粒子ビームの入射によって発生する熱応力を緩和する荷電粒子遮蔽部３６が設けられ、荷電粒子遮蔽部３６は、薄膜部３２に形成した転写パターン開孔部３５の一つ又は複数を囲む薄膜部３２の領域に沿って一端側から他端側に向って伸び、荷電粒子線の入射によって荷電粒子遮蔽部３６に発生する熱応力を緩和する応力緩和領域部を構成している。なお、３７は荷電粒子遮蔽部３６と薄膜部３２との間に形成された空隙部である。
【００４８】
図８〜図１０に示す第３の実施形態によるステンシルマスクの製造方法は、基本的には第１の実施形態のステンシルマスクの場合と同じであり、裏面側パターン形成工程におけるパターン形状が異なる。
【００４９】
このように構成した図８〜図１０に示す第３の実施形態によるステンシルマスクにおいては、薄膜遮蔽構造体に対して荷電粒子線の入射側に荷電粒子遮蔽部３６を設け、片持ち梁構造としたことにより、荷電粒子遮蔽部３６は薄膜遮蔽構造体に入射する荷電粒子線の一部を遮蔽することにより、薄膜遮蔽構造体が吸収した荷電粒子線のエネルギーによって熱膨張し、変形、座屈が発生するのを抑制する。なお、荷電粒子遮蔽部３６と薄膜部３２との間に空隙部３７を形成する構造としたことにより、荷電粒子遮蔽部３６に入射した荷電粒子によって荷電粒子遮蔽部３６の温度が上昇しても、荷電粒子遮蔽部３６の熱が直接薄膜部３２に伝達することはない。従って、薄膜遮蔽構造体の温度上昇やそれに伴う熱膨張、変形、座屈の発生を抑制することができる。一方、荷電粒子遮蔽部３６に入射した荷電粒子線のエネルギーによって発生する荷電粒子遮蔽部３６の熱膨張と応力は、荷電粒子遮蔽部３６が片持ち梁構造の自由端側に伸びることによって吸収することができる。従って、荷電粒子遮蔽部３６が変形し、薄膜遮蔽構造体に形成された表面開孔部３５を通過する荷電粒子線を遮蔽することがないため所望の荷電粒子線のビーム形状を得ることができる。
【００５０】
図１１〜図１３には、本発明の第４の実施形態によるステンシルマスクを概略的に示し、４１はＳＯＩ基板であり、薄膜部４２と埋込酸化膜４３と支持基板４４とによって構成されている。薄膜部４２には、荷電粒子ビームの形状を所定のパターンで整形する荷電粒子透過孔である複数の表面開孔部４５が設けられている。これらの表面開孔部４５は、ＳＯＩ基板４１の厚み方向で貫通しており、従って、荷電粒子ビームは薄膜部４２における表面開孔部４５の形状に従って通過することができる。
【００５１】
この第４の実施形態によるステンシルマスクにおいて、支持基板４４には、薄膜部４２に形成された転写パターン表面開孔部４５を囲む領域に、荷電粒子ビームの入射によって発生する熱応力を緩和する荷電粒子遮蔽部４６が設けられ、荷電粒子遮蔽部４６は、薄膜部４２に形成した転写パターン開孔部４５の一つ又は複数を囲む薄膜部４２の領域に沿って一端側から他端側に向って伸び、荷電粒子遮蔽部４６の自由端は荷電粒子遮蔽部４６を支える支持基板４４の部分から成るばね機能部４７が設けられている。
【００５２】
図１１〜図１３に示す第４の実施形態によるステンシルマスクの製造方法は、基本的には第１の実施形態のステンシルマスクの場合と同じであり、裏面側パターン形成工程におけるパターン形状が異なる。
【００５３】
このように構成した図１１〜図１３に示す第４の実施形態によるステンシルマスクにおいては、応力緩和構造として荷電粒子遮蔽部４６の非固定端にばね機能部４７を設けたことにより、第３の実施形態の構造と同様に荷電粒子ビームを遮蔽することによって荷電粒子遮蔽部４６に吸収された荷電粒子線のエネルギーによって荷電粒子遮蔽部４６が熱膨張しても、荷電粒子遮蔽部４６に発生する応力をばね機能部４７で緩和、吸収することができる。また、機械的な振動がステンシルマスクに加わった場合でも、ばね機能部４７が荷電粒子遮蔽部４６の振動を吸収、抑制するため荷電粒子遮蔽部４６が薄膜遮蔽構造体に形成された表面開孔部４５を通過する荷電粒子線を遮蔽することを抑制することができる。さらに、重力等の影響により荷電粒子遮蔽部４６の位置精度が低下し、荷電粒子遮蔽部４６が薄膜遮蔽構造体に形成された表面開孔部４５を通過する荷電粒子線を遮蔽することは、ばね機能部４７によって応力を吸収することにより抑制することができる。
【００５４】
図１４〜図１６には、本発明の第５の実施形態によるステンシルマスクを概略的に示し、５１はＳＯＩ基板であり、薄膜部５２と埋込酸化膜５３と支持基板５４とによって構成されている。薄膜部５２には、荷電粒子ビームの形状を所定のパターンで整形する荷電粒子透過孔である複数の表面開孔部５５が設けられている。これらの表面開孔部５５は、ＳＯＩ基板５１の厚み方向で貫通しており、従って、荷電粒子ビームは薄膜部５２における表面開孔部５５の形状に従って通過することができる。
【００５５】
また、薄膜部５２には、薄膜部５２に形成された転写パターン表面開孔部５５を囲む薄膜部５２の領域に、荷電粒子ビームの入射によって発生する熱応力を緩和する応力緩和開孔部５６が形成され、この応力緩和開孔部５６は、図示実施形態では、薄膜部５２に形成された転写パターン表面開孔部５５全体を囲む薄膜部の領域にコ字状に連続して形成され、それにより転写パターン表面開孔部５５の形成された薄膜部５２の部分５２ａは片持ち梁構造として構成されている。すなわち、薄膜部５２のこの片持ち梁構造部分５２ａは、ＳＯＩ基板５１の薄膜部５２の外周部分５２ｂから応力緩和開孔部５６によって分離されている。
【００５６】
また、５２０は裏面すなわち支持基板５４の開孔部の平行四辺形を構成する鋭角を頂点に埋込酸化膜に向かって暫時拡大していくＳｉ｛１１１｝で構成される三角形の面であり、また５８は支持基板５４に形成した開孔部であり、さらに５９は埋込酸化膜５３をエッチングするための開孔部である。
【００５７】
図１７には図１４〜図１６に示すステンシルマスクの製造方法におけるそれぞれの工程を示している。
【００５８】
図１７の（ａ）に示すように、ステンシルマスクは、半導体基板、例えばＳＯＩ基板５１を出発材料とする。ＳＯＩ基板５１は薄膜部５２と、埋込酸化膜５３と、Ｓｉ（１１０）を表面、Ｓｉ（１−１１）をオリエントフラット面に有する支持基板５４とによって構成されている。
【００５９】
最初の工程では、図１７の（ｂ）に示すように、まずＳＯＩ基板５１を酸素雰囲気中で熱酸化させることにより表面側にシリコン酸化膜５１０ａと裏面側にシリコン酸化膜５１０ｂを形成する。
【００６０】
図１７の（ｃ）に示すように、表面側のシリコン酸化膜５１０ａ上に、ＩＣ、ＬＳＩ製造の際に利用されるフォトリソグラフィ技術を用いて荷電粒子透過孔である表面開孔部５５を構成するパターン５５ａ、応力緩和開孔部５６を構成するための開孔部５６ａ、後の工程で埋込酸化膜５３をエッチングするための開孔部となるパターン５９ａを形成する。なお、シリコン酸化膜５１０ａのエッチングには、希釈フッ酸や緩衝フッ酸を用いるウエットエッチング法、もしくはプラズマを用いたドライエッチング法などの技術を用いることができる。
【００６１】
図１７の（ｄ）に示す工程では、シリコン酸化膜５１０ａ上に開孔した表面開孔部５５となるパターン５５ａ、片持ち梁構造を形成するための開孔部５６となるパターン５６ａ、後の工程で埋込酸化膜５３をエッチングするための開孔部５９となるパターン５９ａをマスクにしてＳＦ６プラズマなどを用いたドライエッチング技術を用いてＳＯＩ基板５１の薄膜部５２に表面開孔部５５ｂ、片持ち梁構造を形成するための開孔部５６ｂ、後の工程で埋込酸化膜５３をエッチングするための開孔部５９ｂを形成する。
【００６２】
図１７の（ｅ）に示す工程では、ＳＯＩ基板５１を酸素雰囲気中で熱酸化させることにより、表面開孔部５５ｂ、片持ち梁構造を形成するための開孔部５６ｂ、後の工程で埋込酸化膜５３をエッチングするための開孔部５９ｂの側壁部にシリコン酸化膜５１１を形成する。
【００６３】
図１７の（ｆ）に示す工程では、裏面側である支持基板５４上のシリコン酸化膜５１０ｂにフォトリソグラフィ技術を用いて裏面開孔部となるパターン５８ａを形成する。
【００６４】
図１７の（ｇ）に示す工程では、シリコン酸化膜５１０ｂ上に開孔した裏面開孔部５８となるパターン５８ａをマスクにしてＴＭＡＨ（Tetra-Methyl Ammonium Hydroxide）、ＫＯＨ、ヒドラジン、エチレンジアミンピロカテコールなどのアルカリ性エッチング液を用いた結晶異方性ウエットエッチング技術を用いてＳＯＩ基板５１の支持基板５４に裏面開孔部５８ｂを形成する。アルカリ性エッチング液を用いた結晶異方性ウエットエッチング技術は、アルカリ性のエッチング液でシリコン単結晶をエッチングする際、シリコンの結晶面によってウエットエッチング速度が異なる現象を利用したエッチング方法で、Ｓｉ（１１１）のエッチング速度がＳｉ（１００）などのエッチング速度と比較して遅いという特徴がある。一方、ＳＯＩ基板５１の支持基板５４は、埋込酸化膜５３と接している面と反対側の面、すなわちＳＯＩ基板５１の裏面がＳｉ（１１０）、オリエントフラットをＳｉ（１−１１）としたため、裏面開孔部５８ｂの側壁を裏面に対して垂直なＳｉ｛１１１｝で構成することができる。なお、裏面開孔部５８ｂのパターンである平行四辺形を構成する鋭角を頂点に埋込酸化膜５３に向かって暫時拡大していくＳｉ｛１１１｝で構成される三角形の面５７が形成される。
【００６５】
図１７の（ｈ）に示す工程では、等方性エッチング技術、例えば希釈フッ酸や緩衝フッ酸を用いるウエットエッチング法を用いて、開孔部５８ｂを形成することによって露出した埋込酸化膜５３、表面側に形成されているシリコン酸化膜５１０ａと裏面側のシリコン酸化膜５１０ｂ、開孔部５５ｂ、片持ち梁構造を形成するための開孔部５６ｂ、後の工程で埋込酸化膜５３をエッチングするための開孔部５９ｂの側壁部に形成されたシリコン酸化膜５１１をエッチングする。なお、この際、埋込酸化膜５３は埋込酸化膜５３がエッチングされるに従って裏面開孔部５８ｂなどによって露出している部分のみならず、薄膜部５２や支持基板５４によって覆われている部分にもエッチャントが浸入するため、これらの部分にも空隙部５７が形成される。
【００６６】
このように構成した第５の実施形態によるステンシルマスクにおいては、第１の実施形態によるステンシルマスクの裏面側の開孔をドライエッチング技術の代わりにＴＭＡＨなどのアルカリ性エッチング液をいた結晶面異方性を有するウエットエッチング技術で形成したことを特徴としている。第５の実施形態によるステンシルマスクではウエットエッチング技術を用いることによって、高価なドライエッチング装置を用いることなく裏面側の開孔部を形成することができる。また、支持基板５４の面方位がＳｉ（１１０）、オリエントフラット面がＳｉ（１−１１）であるＳＯＩ基板を用いたことによって、裏面開孔部の側壁を裏面であるＳｉ（１１０）と垂直なＳｉ｛１１１｝で形成することができる。従って、Ｓｉ（１００）基板を支持基板として用いた場合のように側壁が斜面とならないため、１枚のＳＯＩ基板に複数の薄膜遮蔽構造体を形成する場合でも薄膜遮蔽構造体の間隔を狭くすることが可能になり、より微細なパターンに対応することが可能になる。また、表面側に埋込酸化膜をエッチングするための開孔部を設置したことにより、薄膜部５２の片持ち梁構造部分５２ａを支持基板５４から分離するための埋込酸化膜をエッチングするための時間を短縮することが可能となる。
【００６７】
図１８〜図２０には、本発明の第６の実施形態によるステンシルマスクを概略的に示し、６１はＳＯＩ基板であり、薄膜部６２と埋込酸化膜６３と支持基板６４とによって構成されている。薄膜部６２には、荷電粒子ビームの形状を所定のパターンで整形する荷電粒子透過孔である複数の表面開孔部６５が設けられている。これらの表面開孔部６５は、ＳＯＩ基板６１の厚み方向で貫通しており、従って、荷電粒子ビームは薄膜部６２における表面開孔部６５の形状に従って通過することができる。
【００６８】
また、薄膜部６２には、薄膜部６２に形成された転写パターン表面開孔部６５を囲む薄膜部６２の領域に、荷電粒子ビームの入射によって発生する熱応力を緩和する三つの応力緩和開孔部６６ａ、６６ｂ、６６ｃが形成され、これらの応力緩和開孔部６６ａ、６６ｂ、６６ｃは、図示実施形態では、薄膜部６２に形成された転写パターン表面開孔部６５全体を囲む薄膜部の領域にコ字状に連続して形成されているが、隣接した応力緩和開孔部６６ａ、６６ｃ及び６６ｂ、６６ｃ間に、それぞれ転写パターン表面開孔部６５の形成された薄膜部６２の部分６２ａを支える薄膜部領域部分６２から成るばね機能部６７が設けられている。なお６８は支持基板６４に形成した開孔部である。
【００６９】
図１８〜図２０に示す第６の実施形態によるステンシルマスクの製造方法は、基本的には第５の実施形態のステンシルマスクの場合と同じであり、表面側パターン形成工程におけるパターン形状が異なる。
【００７０】
このように構成した図１８〜図２０に示す第６の実施形態によるステンシルマスクにおいては、応力緩和構造として薄膜遮蔽構造体の一端にばね機能部６７を設けたことによって、荷電粒子ビームを遮蔽することによって薄膜遮蔽構造体に吸収された荷電粒子線のエネルギーによって薄膜遮蔽構造体が熱膨張しても、薄膜遮蔽構造体に発生する応力をばね機能部６７で緩和、吸収することができる。また、機械的な振動がステンシルマスクに加わった場合でも、ばね機能部６７が薄膜遮蔽構造体の振動を吸収、抑制するため荷電粒子線のパターンの位置精度の低下を抑制することができる。また、ウエットエッチング技術を用いることによって、高価なドライエッチング装置を用いることなく裏面側の開孔部を形成することができる。
【００７１】
図２１〜図２３には、本発明の第７の実施形態によるステンシルマスクを概略的に示し、７１はＳＯＩ基板であり、薄膜部７２と埋込酸化膜７３と支持基板７４とによって構成されている。薄膜部７２には、荷電粒子ビームの形状を所定のパターンで整形する荷電粒子透過孔である複数の表面開孔部７５が設けられている。これらの表面開孔部７５は、ＳＯＩ基板７１の厚み方向で貫通しており、従って、荷電粒子ビームは薄膜部７２における表面開孔部７５の形状に従って通過することができる。
【００７２】
この第７の実施形態によるステンシルマスクにおいて、支持基板７４には、薄膜部７２に形成された転写パターン表面開孔部７５を囲む領域に、荷電粒子ビームの入射によって発生する熱応力を緩和する荷電粒子遮蔽部７６が設けられ、荷電粒子遮蔽部７６は、薄膜部７２に形成した転写パターン開孔部７５の一つ又は複数を囲む薄膜部７２の領域に沿って一端側から他端側に向って伸び、荷電粒子線の入射によって荷電粒子遮蔽部７６に発生する熱応力を緩和する応力緩和領域部を構成している。なお、７７は荷電粒子遮蔽部７６と薄膜部７２との間に形成された空隙部、７８は支持基板７４に形成した開孔部である。
【００７３】
図２１〜図２３に示す第７の実施形態によるステンシルマスクの製造方法は、基本的には第５の実施形態のステンシルマスクの場合と同じであり、裏面側パターン形成工程におけるパターン形状が異なる。
【００７４】
このように構成した図２１〜図２３に示す第７の実施形態によるステンシルマスクにおいては、裏面側の開孔をドライエッチング技術の代わりにＴＭＡＨなどのアルカリ性エッチング液をいた結晶面異方性を有するウエットエッチング技術で形成したことを特徴としている。ウエットエッチング技術を用いることによって、高価なドライエッチング装置を用いることなく裏面側の開孔部を形成することができる。
【００７５】
図２４〜図２６には、本発明の第８の実施形態によるステンシルマスクを概略的に示し、８１はＳＯＩ基板であり、薄膜部８２と埋込酸化膜８３と支持基板８４とによって構成されている。薄膜部８２には、荷電粒子ビームの形状を所定のパターンで整形する荷電粒子透過孔である複数の表面開孔部８５が設けられている。これらの表面開孔部８５は、ＳＯＩ基板８１の厚み方向で貫通しており、従って、荷電粒子ビームは薄膜部８２における表面開孔部８５の形状に従って通過することができる。
【００７６】
この第８の実施形態によるステンシルマスクにおいて、支持基板８４には、薄膜部８２に形成された転写パターン表面開孔部８５を囲む領域に、荷電粒子ビームの入射によって発生する熱応力を緩和する荷電粒子遮蔽部８６が設けられ、荷電粒子遮蔽部８６は、薄膜部８２に形成した転写パターン開孔部８５の一つ又は複数を囲む薄膜部８２の領域に沿って一端側から他端側に向って伸び、荷電粒子遮蔽部８６の自由端は荷電粒子遮蔽部８６を支える支持基板８４の部分から成るばね機能部８７が設けられている。また、裏面から埋込酸化膜８３に向かって暫時拡大していくＳｉ｛１１１｝で構成される三角形の面８８は、荷電粒子遮蔽構造体８６を支えるばね機能部８７の側壁部に形成され、裏面から埋込酸化膜８３に向かって暫時拡大していくＳｉ｛１１１｝で構成される三角形の面８８を構成する斜辺よりばね機能部８７を長くすることにより、荷電粒子遮蔽構造体８６の熱膨張による応力を緩和することが可能になる。なお、８９は荷電粒子遮蔽部８６と薄膜部８２との間に形成された空隙部である。
【００７７】
図２４〜図２６に示す第８の実施形態によるステンシルマスクの製造方法は、基本的には第５の実施形態のステンシルマスクの場合と同じであり、裏面側パターン形成工程におけるパターン形状が異なる。
【００７８】
このように構成した図２４〜図２６に示す第８の実施形態によるステンシルマスクにおいては、荷電粒子遮蔽構造体の応力緩和構造として荷電粒子遮蔽部８６の一端にばね機能部８７を設けたことによって、荷電粒子ビームを遮蔽することによって荷電粒子遮蔽構造体に吸収された荷電粒子線のエネルギーによって荷電粒子遮蔽構造体が熱膨張しても、荷電粒子遮蔽構造体に発生する応力をばね機能部８７で緩和、吸収することができる。また、機械的な振動がステンシルマスクに加わった場合でも、ばね機能部８７が荷電粒子遮蔽構造体の振動を吸収、抑制するため荷電粒子遮蔽構造体が薄膜遮蔽構造体に形成された表面開孔部８５を通過する荷電粒子線を遮蔽することを抑制することができる。また、重力等の影響により荷電粒子遮蔽部８６の位置精度が低下し、荷電粒子遮蔽部８６が薄膜遮蔽構造体に形成された表面開孔部８５を通過する荷電粒子線を遮蔽することは、ばね機能部８７によって応力を吸収することにより抑制することができる。さらに、ウエットエッチング技術を用いることによって、高価なドライエッチング装置を用いることなく裏面側の開孔部を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１の実施形態によるステンシルマスクを示す概略平面図。
【図２】図１における線Ａ−Ａ′に沿った概略断面図。
【図３】図１における線Ｂ−Ｂ′に沿った概略断面図。
【図４】図１〜図３に示すにおける第１の実施形態によるステンシルマスクの製造方法のそれぞれの工程を示す概略断面図。
【図５】本発明の第２の実施形態によるステンシルマスクを示す概略平面図。
【図６】図５における線Ａ−Ａ′に沿った概略断面図。
【図７】図５における線Ｂ−Ｂ′に沿った概略断面図。
【図８】本発明の第３の実施形態によるステンシルマスクを示す概略平面図。
【図９】図８における線Ａ−Ａ′に沿った概略断面図。
【図１０】図８における線Ｂ−Ｂ′に沿った概略断面図。
【図１１】本発明の第４の実施形態によるステンシルマスクを示す概略平面図。
【図１２】図１１における線Ａ−Ａ′に沿った概略断面図。
【図１３】図１１における線Ｂ−Ｂ′に沿った概略断面図。
【図１４】本発明の第５の実施形態によるステンシルマスクを示す概略平面図。
【図１５】図１４における線Ａ−Ａ′に沿った概略断面図。
【図１６】図１４における線Ｂ−Ｂ′に沿った概略断面図。
【図１７】図１４〜図１６に示すにおける第５の実施形態によるステンシルマスクの製造方法のそれぞれの工程を示す概略断面図。
【図１８】本発明の第６の実施形態によるステンシルマスクを示す概略平面図。
【図１９】図１８における線Ａ−Ａ′に沿った概略断面図。
【図２０】図１８における線Ｂ−Ｂ′に沿った概略断面図。
【図２１】本発明の第７の実施形態によるステンシルマスクを示す概略平面図。
【図２２】図２１における線Ａ−Ａ′に沿った概略断面図。
【図２３】図２１における線Ｂ−Ｂ′に沿った概略断面図。
【図２４】本発明の第８の実施形態によるステンシルマスクを示す概略平面図。
【図２５】図２４における線Ａ−Ａ′に沿った概略断面図。
【図２６】図２４における線Ｂ−Ｂ′に沿った概略断面図。
【符号の説明】
【００８０】
１：ＳＯＩ基板
２：薄膜部
３：埋込酸化膜
４：支持基板
５：表面開孔部
６：応力緩和開孔部
７：空隙部
８：支持基板４に形成した開孔部
９：片持ち梁構造部分２ａと支持基板４との間の空隙部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置を製造する際に、荷電粒子ビームを用いて半導体装置に所望のパターンを描画するのに用いるステンシルマスク及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステンシルマスクは、荷電粒子線が通過する開孔部と荷電粒子線を遮蔽する遮蔽部とを備えて構成されている。荷電粒子線がステンシルマスクに入射すると、荷電粒子線ビームの形状は遮蔽部によって整形される。ステンシルマスクによって整形された荷電粒子ビームを用いて半導体装置に所望のパターンを描画する。
【０００３】
ステンシルマスクの遮蔽部に入射した荷電粒子のエネルギーは遮蔽部に吸収されるため、遮蔽部の温度が上昇する。一方、ステンシルマスクの遮蔽部は、例えばシリコン単結晶のような単一の材料で構成されているため熱抵抗率のステンシルマスク面内分布はない。しかしながら、荷電粒子ビームを遮蔽する構造体の形状が等方的ではなく、その厚さも場所により異なるため、熱抵抗率と形状の関数である遮蔽部の熱抵抗は異方性を有する。またステンシルマスクの単位面積あたりに入射する荷電粒子ビームのエネルギー密度は面内で均一である。
【０００４】
遮蔽構造体の温度は、吸収されたエネルギー量と熱抵抗によって決まり、遮蔽部の熱抵抗が面内で分布を持ち、かつ荷電粒子ビームのエネルギー密度が面内で均一であるため、荷電粒子の遮蔽構造（ステンシルマスク）に温度分布が発生する。
【０００５】
ステンシルマスクは周囲をイオン注入装置などの装置に固定されているため、ステンシルマスクに吸収された熱エネルギーはステンシルマスクの周囲を通じて装置へと流出する。従って、ステンシルマスクの中央部は周辺部に比べて温度が高くなる。熱膨張量は（熱膨張率）×（例えば室温である基準温度との温度差）のため、遮蔽構造体に温度分布の発生したステンシルマスクは、温度の高低に従い熱膨張量の分布が発生する。遮蔽構造体に熱膨張量の分布が生じると、遮蔽構造体に応力の不均一な面分布、変形、極端な場合には遮蔽構造体を構成する梁などの座屈が発生する。こうして、遮蔽構造体が変形し荷電粒子の通路である開孔部に侵入すると、荷電粒子ビームが遮蔽構造体に遮蔽されるため荷電粒子のビーム形状も変形し、描画パターンの寸法精度が劣化するという問題があった。
【０００６】
このような熱膨張による問題点を解決するため、二枚の基板を中間層を介して貼り合わせ、一方の基板に荷電ビームの透過孔を形成し、他方の基板における、上記透過孔に相当する位置に開口部を形成し、該開口部の形成される他方の基板の外側の面に基板反り防止膜を形成したステンシルマスクが提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
また、マスク母体に、転写パターンを複数の矩形状サブフィールドに分割して形成し、各矩形状サブフィールドの周囲に、応力の大きさを調整できる応力調整領域を額縁状に設けた露光マスクも提案されている（特許文献２参照）。
【０００８】
さらに、開口を備えたパターニング用マスクと、パターニング用マスクと離間して配置された少なくとも一つの熱吸収用マスクとを備え、パターニング用マスクの開口と熱吸収用マスクの開口とを位置合わせして構成した露光マスクも提案されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００２−１５１３８５号公報
【特許文献２】特開２００４−１１１７１３号公報
【特許文献３】特許第３３９２８５９号（ＷＯ２００２／０５２６２２）
【０００９】
しかし、このような従来提案されてきたマスクでは、マスクの構造及び製造工程が複雑となり、そのため、マスクのコストが高なるという別の問題が生ずる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明は、上述の熱膨張、熱膨張量の分布の問題を、マスクの構造及び製造工程を実質的に複雑にすることなしに解決しようとするものである。従って、本発明は、構造及び製造工程を実質的に複雑化することなしに熱膨張による変形を補償できるステンシルマスク及びその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の発明によれば、シリコン基板の一面に形成した薄膜部と、該薄膜部に形成した少なくとも一つの転写パターン開孔部と、薄膜部に形成した転写パターン開孔部を囲む薄膜部の領域に形成され、荷電粒子線の入射によって発生する熱応力を緩和する応力緩和開孔部とを有して成るステンシルマスクが提供される。
【００１２】
応力緩和開孔部は、薄膜部に形成した転写パターン開孔部全体を囲む薄膜部の領域にコ字状に連続して形成され、転写パターン開孔部の形成された薄膜部は片持ち梁構造として構成され得る。
【００１３】
代わりに、応力緩和開孔部は、薄膜部に形成した転写パターン開孔部全体を囲む薄膜部の領域における三辺の各々に形成された開孔部から成り、これら隣接した開孔部の間に、荷電粒子線の入射によって発生する熱応力による変形に対するばね機能をもつ薄膜部領域を残して構成され得る。
【００１４】
本発明の第２の発明によれば、シリコン基板の一面に形成した薄膜部と、上記薄膜部に形成した少なくとも一つの転写パターン開孔部と、シリコン基板の他面に形成した荷電粒子遮蔽部とを有し、上記荷電粒子遮蔽部が、薄膜部に形成した転写パターン開孔部の一つ又は複数を囲む薄膜部の領域に沿って一端側から他端側に向って伸び、荷電粒子線の入射によって該荷電粒子遮蔽部に発生する熱応力を緩和する応力緩和領域部を構成して成るステンシルマスクが提供される。
【００１５】
応力緩和領域部は、薄膜部に形成した転写パターン開孔部の一つ又は複数を囲む薄膜部の領域に沿って一端側から他端側に向って伸びる片持ち梁構造として構成され得る。
【００１６】
代わりに、応力緩和領域部は、薄膜部に形成した転写パターン開孔部の一つ又は複数を囲む薄膜部の領域に沿って一端側から他端側に向って伸び、他端側すなわち自由端側が、荷電粒子線の入射によって発生する熱応力による変形に対するばね機能をもつ領域で互いに結合して構成され得る。
【００１７】
本発明の第３の発明によれば、少なくともＳＯＩ基板を酸化する工程と、表面側の酸化膜に表面開孔部のマスクとなる開孔部を開孔する工程と、酸化膜マスクを用いて薄膜部に開孔部を形成する工程と、薄膜部に形成した開孔部の側壁を酸化する工程と、裏面側の酸化膜に裏面開孔部のマスクとなる開孔を形成する工程と、裏面酸化膜マスクを用いて支持基板に開孔部を形成する工程と、表面側酸化膜と裏面側酸化膜と表裏面の開孔部によって露出した埋込酸化膜をエッチングする工程とを含んで成るステンシルマスクの製造方法が提供される。
【００１８】
本発明の第３の発明によるステンシルマスクの製造方法において、裏面酸化膜マスクを用いて支持基板に開孔部を形成する工程は、ドライエッチング法により実施され得る。
【００１９】
代わりに、裏面酸化膜マスクを用いて支持基板に開孔部を形成する工程は、アルカリ性エッチング液を用いて結晶異方性ウエットエッチング法により実施され得る。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の第１の発明によるステンシルマスクにおいては、シリコン基板の一面に形成した薄膜部と、該薄膜部に形成した少なくとも一つの荷電粒子ビームの形状を整形する転写パターン開孔部と、薄膜部に形成した転写パターン開孔部を囲む薄膜部の領域に形成され、荷電粒子線の入射によって発生する熱応力を緩和する応力緩和開孔部とによって構成されているので、荷電粒子ビームの入射、遮蔽によりステンシルマスクに吸収されたエネルギーによってステンシルマスクに温度分布が生じ、熱膨張量に分布が発生した場合でも、この熱膨張によって発生する応力を応力緩和開孔部によって吸収することができる。それにより、応力によるステンシルマスクを構成する梁の座屈などの変形を抑制することが可能となり、荷電粒子ビームの形状が変形する荷電粒子ビーム密度の閾値を大きくすることができる。このため高密度の荷電粒子ビームを利用することが可能となり、パターン描画時間を短縮し、生産性を向上することができるようになる。
【００２１】
また、本発明の第１の発明によるステンシルマスクにおいて、応力緩和開口部が、薄膜部に形成した転写パターン開孔部全体を囲む薄膜部の領域にコ字状に連続して形成され、転写パターン開孔部の形成された薄膜部が片持ち梁構造として構成される場合には、荷電粒子ビームを遮蔽することによって薄膜遮蔽構造体に吸収された荷電粒子ビームのエネルギーによって薄膜遮蔽構造体が熱膨張しても、薄膜遮蔽構造体が片持ち梁の自由端の方向に自由に伸びることができるため薄膜遮蔽構造体に発生する応力を緩和することができる。その結果、荷電粒子ビームの形状を整形するための開孔部を構成する梁の座屈などの変形を抑制することが可能となる。
【００２２】
さらに、本発明の第１の発明によるステンシルマスクにおいて、応力緩和開孔部が、薄膜部に形成した転写パターン開孔部全体を囲む薄膜部の領域における三辺の各々に形成された開孔部から成り、これら隣接した開孔部の間に、荷電粒子線の入射によって発生する熱応力による変形に対するばね機能をもつ薄膜部領域を残して構成される場合には、薄膜部に発生する熱応力を緩和し、荷電粒子ビームの形状を整形するための開孔部の変形を抑制することができると共に、薄膜部が外力等によって機械的に振動することを抑制することができるため、荷電粒子ビームの形状の寸法精度と位置精度を向上することができる。
【００２３】
本発明の第２の発明によるステンシルマスクにおいては、シリコン基板の他面に形成した荷電粒子遮蔽部を設け、該荷電粒子遮蔽部が、薄膜部に形成した転写パターン開孔部の一つ又は複数を囲む薄膜部の領域に沿って一端側から他端側に向って伸び、荷電粒子線の入射によって該荷電粒子遮蔽部に発生する熱応力を緩和する応力緩和領域部を構成しているので、高密度の荷電粒子線を入射した際でも熱応力による荷電粒子遮蔽部の座屈などの変形を抑制することが可能となり、荷電粒子遮蔽部が変形することによって荷電粒子ビームの通路に侵入し、荷電粒子ビーム形状が変形することを抑制することができる。従って、荷電粒子ビームの形状が変形する荷電粒子ビーム密度の閾値を大きくすることができる。このためパターン描画に高密度の荷電粒子ビームを利用することが可能となり、パターン描画時間を短縮し、生産性を向上することができる。また、荷電粒子ビームを整形する薄膜遮蔽構造体に入射する荷電粒子ビームの一部を荷電粒子遮蔽部によって遮蔽する構造としたため、薄膜遮蔽構造体に入射する荷電粒子ビームのエネルギー量を少なくすることが可能となり、薄膜遮蔽構造体の温度上昇や温度分布の発生、それに伴う薄膜遮蔽構造体の変形を抑制することができる。
【００２４】
本発明の第２の発明によるステンシルマスクにおいて、応力緩和領域部が、薄膜部に形成した転写パターン開孔部の一つ又は複数を囲む薄膜部の領域に沿って一端側から他端側に向って伸びる片持ち梁構造として構成される場合には、荷電粒子ビームを遮蔽することによって荷電粒子遮蔽部に吸収された荷電粒子ビームのエネルギーのため荷電粒子遮蔽部が熱膨張し、かつ、この熱膨張量に面分布が発生しても、荷電粒子遮蔽部が片持ち梁構造の自由端方向に自由に伸長することができるため、熱膨張量の面分布に伴う応力の発生を抑制することができる。その結果、荷電粒子遮蔽部の座屈などを抑制することが可能となり、荷電粒子遮蔽部が熱応力で変形することによって荷電粒子ビームの通路に侵入し、荷電粒子ビームの形状が変形することを抑制することができる。
【００２５】
本発明の第２の発明によるステンシルマスクにおいて、応力緩和領域部が、薄膜部に形成した転写パターン開孔部の一つ又は複数を囲む薄膜部の領域に沿って一端側から他端側に向って伸び、他端側すなわち自由端側が、荷電粒子線の入射によって発生する熱応力による変形に対するばね機能をもつ領域で互いに結合して構成される場合には、荷電粒子遮蔽部に発生する熱応力を緩和することができると共に、荷電粒子遮蔽部が外力等によって機械的に振動することを抑制することができる。従って、荷電粒子遮蔽部が振動することによって荷電粒子ビームの通路に侵入し、荷電粒子ビームの形状の寸法精度や位置精度が低下することを抑制することができる。
【００２６】
本発明の第３の発明によるステンシルマスクの製造方法においては、少なくともＳＯＩ基板を酸化する工程と、表面側の酸化膜に表面開孔部のマスクとなる開孔部を開孔する工程と、酸化膜マスクを用いて薄膜部に開孔部を形成する工程と、薄膜部に形成した開孔部の側壁を酸化する工程と、裏面側の酸化膜に裏面開孔部のマスクとなる開孔を形成する工程と、裏面酸化膜マスクを用いて支持基板に開孔部を形成する工程と、表面側酸化膜と裏面側酸化膜と表裏面の開孔部によって露出した埋込酸化膜をエッチングする工程を含むことにより、荷電粒子線のビーム形状を整形する表面側開孔部を有する薄膜遮蔽構造体をＳＯＩ基板を構成する埋込酸化膜や支持基板から機械的、熱的に分離することが可能となり、荷電粒子線の吸収に起因する温度分布、熱膨張の発生に伴う熱応力を応力緩和機構である片持ち梁構造、又はばね構造により緩和することができる。
【００２７】
本発明の第３の発明によるステンシルマスクの製造方法において、裏面側の開孔部のエッチングにドライエッチング技術を用いた場合には、支持基板の結晶方位に依存しない、自由度の高い開孔パターン設計が可能となり、開孔部の面積をより小さくすることが可能となる。
【００２８】
本発明の第３の発明によるステンシルマスクの製造方法において、裏面側の開孔部を形成するためのエッチングにウエットエッチング法を用いた場合には、プラズマエッチング装置などの高価な設備を利用するドライエッチング法を用いる場合と比較して製造コストを低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１〜図３には、本発明の第１の実施形態によるステンシルマスクを概略的に示し、１はＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板であり、薄膜部２と埋込酸化膜３と支持基板４とによって構成されている。薄膜部２には、荷電粒子ビームの形状を所定のパターンで整形する荷電粒子透過孔である複数の表面開孔部５が設けられている。これらの表面開孔部５は、ＳＯＩ基板１の厚み方向で貫通しており、従って、荷電粒子ビームは薄膜部２における表面開孔部５の形状に従って通過することができる。
【００３０】
また、薄膜部２には、薄膜部２に形成された転写パターン表面開孔部５を囲む薄膜部２の領域に、荷電粒子ビームの入射によって発生する熱応力を緩和する応力緩和開孔部６が形成され、この応力緩和開孔部６は、図示実施形態では、薄膜部２に形成された転写パターン表面開孔部５全体を囲む薄膜部の領域にコ字状に連続して形成され、それにより転写パターン表面開孔部５の形成された薄膜部２の部分２ａは片持ち梁構造として構成されている。すなわち、薄膜部２のこの片持ち梁構造部分２ａは、ＳＯＩ基板１の薄膜部２の外周部分２ｂから応力緩和開孔部６によって分離されている。
【００３１】
また、７は、ＳＯＩ基板１の埋込酸化膜３によって画定された空隙部であり、８は支持基板４に形成した開孔部であり、また９は片持ち梁構造部分２ａと支持基板４との間の空隙部である。
【００３２】
このように構成した第１の実施形態によるステンシルマスクにおいては、荷電粒子ビームの形状を整形するため薄膜部２に開孔部５を有する薄膜遮蔽構造体を片持ち梁構造とした。従って、荷電粒子線が薄膜遮蔽構造体に入射し、薄膜遮蔽構造体に吸収されたエネルギーによって薄膜遮蔽構造体に温度分布が生じて、その結果、薄膜遮蔽構造体の熱膨張量に分布が発生した場合でも、薄膜遮蔽構造体が片持ち梁すなわち薄膜部２の部分２ａの自由端の方向に伸びることによって薄膜遮蔽構造体に発生する熱応力を緩和することができ、それにより、熱膨張量の分布に起因する応力を抑制することができる。その結果、開孔部５の形成される薄膜部２の部分２ａの座屈などの変形を抑制することが可能となり、荷電粒子線の形状が変形する荷電粒子ビーム強度の閾値を大きくすることができる。従って、高密度の荷電粒子ビームを利用してパターン描画を実施することが可能となり描画時間を短縮することができる。また、応力緩和開孔部６の荷電粒子入射側には支持基板４が存在し、支持基板４に形成した開孔部８と応力緩和開孔部６は重ならない構造としたことにより、荷電粒子ビームは支持基板４に妨げられて応力緩和開孔部６を通過することができない。従って、荷電粒子ビームのパターン形状に影響を及ぼさずに応力緩和開孔部６の形状を最適化することができる。
【００３３】
図４には図１〜図３に示すステンシルマスクの製造方法におけるそれぞれの工程を示している。
【００３４】
図４の（ａ）に示すように、ステンシルマスクは、半導体基板、例えばＳＯＩ基板１を出発材料とする。ＳＯＩ基板１は薄膜部２と、埋込酸化膜３と、支持基板４とによって構成されている。
【００３５】
最初の工程では、図４の（ｂ）に示すように、まずＳＯＩ基板１を酸素雰囲気中で熱酸化させることにより表面側にシリコン酸化膜１０ａと裏面側にシリコン酸化膜１０ｂを形成する。
【００３６】
次の工程では、図４の（ｃ）に示すように、表面側のシリコン酸化膜１０ａ上に、ＩＣ、ＬＳＩ製造の際に利用されるフォトリソグラフィ技術を用いて荷電粒子透過孔である表面開孔部５を構成するパターン５ａ、応力緩和開孔部６を構成するための開孔部６ａが形成される。なお、シリコン酸化膜１０ａのエッチングには、希釈フッ酸や緩衝フッ酸を用いるウエットエッチング法、もしくはプラズマを用いるドライエッチング法などの技術を用いることができる。
【００３７】
図４の（ｄ）に示す工程では、シリコン酸化膜１０ａ上に開孔したパターン５ａ、６ａをマスクにしてＳＦ６プラズマなどを用いたドライエッチング技術を用いてＳＯＩ基板１の薄膜部２に開孔部５ｂ、６ｂが形成される。
【００３８】
図４の（ｅ）に示す工程では、ＳＯＩ基板１を酸素雰囲気中で熱酸化させることにより開孔部５ｂ、６ｂの側壁部にシリコン酸化膜１１が形成される。
【００３９】
図４の（ｆ）に示す工程では、裏面側である支持基板４上のシリコン酸化膜１０ｂにフォトリソグラフィ技術を用いて開孔部８ａを形成する。
【００４０】
図４の（ｇ）に示す工程では、シリコン酸化膜１０ｂ上に開孔したパターン８ａをマスクにしてＳＦ６プラズマなどを用いたドライエッチング技術を用いてＳＯＩ基板１の支持基板４に開孔部８ｂを形成する。
【００４１】
図４の（ｈ）に示す工程では、等方性エッチング技術、例えば希釈フッ酸や緩衝フッ酸を用いるウエットエッチング法を用いて、開孔部８ｂを形成することによって露出した埋込酸化膜３、表面側に形成されているシリコン酸化膜１０ａと裏面側のシリコン酸化膜１０ｂ、開孔部５ｂ、６ｂの側壁部に形成されたシリコン酸化膜１１をエッチングする。なお、この際、埋込酸化膜３は、埋込酸化膜３がエッチングされるに従って開孔部８ｂなどによって露出している部分のみならず、薄膜部２や支持基板４によって覆われている部分９にもエッチャントが浸入するため、これらの部分にも空隙部７が形成される。
【００４２】
図５〜図７には、本発明の第２の実施形態によるステンシルマスクを概略的に示し、２１はＳＯＩ基板であり、薄膜部２２と埋込酸化膜２３と支持基板２４とによって構成されている。薄膜部２２には、荷電粒子ビームの形状を所定のパターンで整形する荷電粒子透過孔である複数の表面開孔部２５が設けられている。これらの表面開孔部２５は、ＳＯＩ基板２１の厚み方向で貫通しており、従って、荷電粒子ビームは薄膜部２２における表面開孔部２５の形状に従って通過することができる。
【００４３】
また、薄膜部２２には、薄膜部２２に形成された転写パターン表面開孔部２５を囲む薄膜部２２の領域に、荷電粒子ビームの入射によって発生する熱応力を緩和する三つの応力緩和開孔部２６ａ、２６ｂ、２６ｃが形成され、これらの応力緩和開孔部２６ａ、２６ｂ、２６ｃは、図示実施形態では、薄膜部２２に形成された転写パターン表面開孔部２５全体を囲む薄膜部の領域にコ字状に連続して形成されているが、隣接した応力緩和開孔部２６ａ、２６ｃ及び２６ｂ、２６ｃ間に、それぞれ転写パターン表面開孔部２５の形成された薄膜部２２の部分２２ａを支える薄膜部領域部分２２から成るばね機能部２７が設けられている。なお、ばね機能部２７は図示した単純な直方体形状の他に、複数の折り返しを有する構造でも良く、折り返しの数を多くすることによって、より大きな熱膨張量を吸収することが可能になる。
【００４４】
図５〜図７に示す第２の実施形態によるステンシルマスクの製造方法は、基本的には第１の実施形態のステンシルマスクの場合と同じであり、表面側パターン形成工程におけるパターン形状が異なる。
【００４５】
このように構成した図５〜図７に示す第２の実施形態によるステンシルマスクにおいては、応力緩和構造として薄膜遮蔽構造体の一端にばね機能部２７を設けたことにより、図１〜図３に示す実施形態の構造と同様に荷電粒子ビームを遮蔽することによって薄膜遮蔽構造体に吸収された荷電粒子線のエネルギーによって薄膜遮蔽構造体が熱膨張しても、薄膜遮蔽構造体に発生する応力をばね機能部２７で緩和、吸収することができる。また、機械的な振動がステンシルマスクに加わった場合でも、ばね機能部２７が薄膜遮蔽構造体の振動を吸収、抑制するため荷電粒子線のパターンの位置精度の低下を抑制することができる。さらに、重力等の影響により薄膜部２２の部分２２ａの位置精度が低下するのは、ばね機能部２７によって応力を吸収することにより抑制することができる。
【００４６】
図８〜図１０には、本発明の第３の実施形態によるステンシルマスクを概略的に示し、３１はＳＯＩ基板であり、薄膜部３２と埋込酸化膜３３と支持基板３４とによって構成されている。薄膜部３２には、荷電粒子ビームの形状を所定のパターンで整形する荷電粒子透過孔である複数の表面開孔部３５が設けられている。これらの表面開孔部３５は、ＳＯＩ基板３１の厚み方向で貫通しており、従って、荷電粒子ビームは薄膜部３２における表面開孔部３５の形状に従って通過することができる。
【００４７】
この第３の実施形態によるステンシルマスクにおいて、支持基板３４には、薄膜部３２に形成された転写パターン表面開孔部３５を囲む領域に、荷電粒子ビームの入射によって発生する熱応力を緩和する荷電粒子遮蔽部３６が設けられ、荷電粒子遮蔽部３６は、薄膜部３２に形成した転写パターン開孔部３５の一つ又は複数を囲む薄膜部３２の領域に沿って一端側から他端側に向って伸び、荷電粒子線の入射によって荷電粒子遮蔽部３６に発生する熱応力を緩和する応力緩和領域部を構成している。なお、３７は荷電粒子遮蔽部３６と薄膜部３２との間に形成された空隙部である。
【００４８】
図８〜図１０に示す第３の実施形態によるステンシルマスクの製造方法は、基本的には第１の実施形態のステンシルマスクの場合と同じであり、裏面側パターン形成工程におけるパターン形状が異なる。
【００４９】
このように構成した図８〜図１０に示す第３の実施形態によるステンシルマスクにおいては、薄膜遮蔽構造体に対して荷電粒子線の入射側に荷電粒子遮蔽部３６を設け、片持ち梁構造としたことにより、荷電粒子遮蔽部３６は薄膜遮蔽構造体に入射する荷電粒子線の一部を遮蔽することにより、薄膜遮蔽構造体が吸収した荷電粒子線のエネルギーによって熱膨張し、変形、座屈が発生するのを抑制する。なお、荷電粒子遮蔽部３６と薄膜部３２との間に空隙部３７を形成する構造としたことにより、荷電粒子遮蔽部３６に入射した荷電粒子によって荷電粒子遮蔽部３６の温度が上昇しても、荷電粒子遮蔽部３６の熱が直接薄膜部３２に伝達することはない。従って、薄膜遮蔽構造体の温度上昇やそれに伴う熱膨張、変形、座屈の発生を抑制することができる。一方、荷電粒子遮蔽部３６に入射した荷電粒子線のエネルギーによって発生する荷電粒子遮蔽部３６の熱膨張と応力は、荷電粒子遮蔽部３６が片持ち梁構造の自由端側に伸びることによって吸収することができる。従って、荷電粒子遮蔽部３６が変形し、薄膜遮蔽構造体に形成された表面開孔部３５を通過する荷電粒子線を遮蔽することがないため所望の荷電粒子線のビーム形状を得ることができる。
【００５０】
図１１〜図１３には、本発明の第４の実施形態によるステンシルマスクを概略的に示し、４１はＳＯＩ基板であり、薄膜部４２と埋込酸化膜４３と支持基板４４とによって構成されている。薄膜部４２には、荷電粒子ビームの形状を所定のパターンで整形する荷電粒子透過孔である複数の表面開孔部４５が設けられている。これらの表面開孔部４５は、ＳＯＩ基板４１の厚み方向で貫通しており、従って、荷電粒子ビームは薄膜部４２における表面開孔部４５の形状に従って通過することができる。
【００５１】
この第４の実施形態によるステンシルマスクにおいて、支持基板４４には、薄膜部４２に形成された転写パターン表面開孔部４５を囲む領域に、荷電粒子ビームの入射によって発生する熱応力を緩和する荷電粒子遮蔽部４６が設けられ、荷電粒子遮蔽部４６は、薄膜部４２に形成した転写パターン開孔部４５の一つ又は複数を囲む薄膜部４２の領域に沿って一端側から他端側に向って伸び、荷電粒子遮蔽部４６の自由端は荷電粒子遮蔽部４６を支える支持基板４４の部分から成るばね機能部４７が設けられている。
【００５２】
図１１〜図１３に示す第４の実施形態によるステンシルマスクの製造方法は、基本的には第１の実施形態のステンシルマスクの場合と同じであり、裏面側パターン形成工程におけるパターン形状が異なる。
【００５３】
このように構成した図１１〜図１３に示す第４の実施形態によるステンシルマスクにおいては、応力緩和構造として荷電粒子遮蔽部４６の非固定端にばね機能部４７を設けたことにより、第３の実施形態の構造と同様に荷電粒子ビームを遮蔽することによって荷電粒子遮蔽部４６に吸収された荷電粒子線のエネルギーによって荷電粒子遮蔽部４６が熱膨張しても、荷電粒子遮蔽部４６に発生する応力をばね機能部４７で緩和、吸収することができる。また、機械的な振動がステンシルマスクに加わった場合でも、ばね機能部４７が荷電粒子遮蔽部４６の振動を吸収、抑制するため荷電粒子遮蔽部４６が薄膜遮蔽構造体に形成された表面開孔部４５を通過する荷電粒子線を遮蔽することを抑制することができる。さらに、重力等の影響により荷電粒子遮蔽部４６の位置精度が低下し、荷電粒子遮蔽部４６が薄膜遮蔽構造体に形成された表面開孔部４５を通過する荷電粒子線を遮蔽することは、ばね機能部４７によって応力を吸収することにより抑制することができる。
【００５４】
図１４〜図１６には、本発明の第５の実施形態によるステンシルマスクを概略的に示し、５１はＳＯＩ基板であり、薄膜部５２と埋込酸化膜５３と支持基板５４とによって構成されている。薄膜部５２には、荷電粒子ビームの形状を所定のパターンで整形する荷電粒子透過孔である複数の表面開孔部５５が設けられている。これらの表面開孔部５５は、ＳＯＩ基板５１の厚み方向で貫通しており、従って、荷電粒子ビームは薄膜部５２における表面開孔部５５の形状に従って通過することができる。
【００５５】
また、薄膜部５２には、薄膜部５２に形成された転写パターン表面開孔部５５を囲む薄膜部５２の領域に、荷電粒子ビームの入射によって発生する熱応力を緩和する応力緩和開孔部５６が形成され、この応力緩和開孔部５６は、図示実施形態では、薄膜部５２に形成された転写パターン表面開孔部５５全体を囲む薄膜部の領域にコ字状に連続して形成され、それにより転写パターン表面開孔部５５の形成された薄膜部５２の部分５２ａは片持ち梁構造として構成されている。すなわち、薄膜部５２のこの片持ち梁構造部分５２ａは、ＳＯＩ基板５１の薄膜部５２の外周部分５２ｂから応力緩和開孔部５６によって分離されている。
【００５６】
また、５２０は裏面すなわち支持基板５４の開孔部の平行四辺形を構成する鋭角を頂点に埋込酸化膜に向かって暫時拡大していくＳｉ｛１１１｝で構成される三角形の面であり、また５８は支持基板５４に形成した開孔部であり、さらに５９は埋込酸化膜５３をエッチングするための開孔部である。
【００５７】
図１７には図１４〜図１６に示すステンシルマスクの製造方法におけるそれぞれの工程を示している。
【００５８】
図１７の（ａ）に示すように、ステンシルマスクは、半導体基板、例えばＳＯＩ基板５１を出発材料とする。ＳＯＩ基板５１は薄膜部５２と、埋込酸化膜５３と、Ｓｉ（１１０）を表面、Ｓｉ（１−１１）をオリエントフラット面に有する支持基板５４とによって構成されている。
【００５９】
最初の工程では、図１７の（ｂ）に示すように、まずＳＯＩ基板５１を酸素雰囲気中で熱酸化させることにより表面側にシリコン酸化膜５１０ａと裏面側にシリコン酸化膜５１０ｂを形成する。
【００６０】
図１７の（ｃ）に示すように、表面側のシリコン酸化膜５１０ａ上に、ＩＣ、ＬＳＩ製造の際に利用されるフォトリソグラフィ技術を用いて荷電粒子透過孔である表面開孔部５５を構成するパターン５５ａ、応力緩和開孔部５６を構成するための開孔部５６ａ、後の工程で埋込酸化膜５３をエッチングするための開孔部となるパターン５９ａを形成する。なお、シリコン酸化膜５１０ａのエッチングには、希釈フッ酸や緩衝フッ酸を用いるウエットエッチング法、もしくはプラズマを用いたドライエッチング法などの技術を用いることができる。
【００６１】
図１７の（ｄ）に示す工程では、シリコン酸化膜５１０ａ上に開孔した表面開孔部５５となるパターン５５ａ、片持ち梁構造を形成するための開孔部５６となるパターン５６ａ、後の工程で埋込酸化膜５３をエッチングするための開孔部５９となるパターン５９ａをマスクにしてＳＦ６プラズマなどを用いたドライエッチング技術を用いてＳＯＩ基板５１の薄膜部５２に表面開孔部５５ｂ、片持ち梁構造を形成するための開孔部５６ｂ、後の工程で埋込酸化膜５３をエッチングするための開孔部５９ｂを形成する。
【００６２】
図１７の（ｅ）に示す工程では、ＳＯＩ基板５１を酸素雰囲気中で熱酸化させることにより、表面開孔部５５ｂ、片持ち梁構造を形成するための開孔部５６ｂ、後の工程で埋込酸化膜５３をエッチングするための開孔部５９ｂの側壁部にシリコン酸化膜５１１を形成する。
【００６３】
図１７の（ｆ）に示す工程では、裏面側である支持基板５４上のシリコン酸化膜５１０ｂにフォトリソグラフィ技術を用いて裏面開孔部となるパターン５８ａを形成する。
【００６４】
図１７の（ｇ）に示す工程では、シリコン酸化膜５１０ｂ上に開孔した裏面開孔部５８となるパターン５８ａをマスクにしてＴＭＡＨ（Tetra-Methyl Ammonium Hydroxide）、ＫＯＨ、ヒドラジン、エチレンジアミンピロカテコールなどのアルカリ性エッチング液を用いた結晶異方性ウエットエッチング技術を用いてＳＯＩ基板５１の支持基板５４に裏面開孔部５８ｂを形成する。アルカリ性エッチング液を用いた結晶異方性ウエットエッチング技術は、アルカリ性のエッチング液でシリコン単結晶をエッチングする際、シリコンの結晶面によってウエットエッチング速度が異なる現象を利用したエッチング方法で、Ｓｉ（１１１）のエッチング速度がＳｉ（１００）などのエッチング速度と比較して遅いという特徴がある。一方、ＳＯＩ基板５１の支持基板５４は、埋込酸化膜５３と接している面と反対側の面、すなわちＳＯＩ基板５１の裏面がＳｉ（１１０）、オリエントフラットをＳｉ（１−１１）としたため、裏面開孔部５８ｂの側壁を裏面に対して垂直なＳｉ｛１１１｝で構成することができる。なお、裏面開孔部５８ｂのパターンである平行四辺形を構成する鋭角を頂点に埋込酸化膜５３に向かって暫時拡大していくＳｉ｛１１１｝で構成される三角形の面５７が形成される。
【００６５】
図１７の（ｈ）に示す工程では、等方性エッチング技術、例えば希釈フッ酸や緩衝フッ酸を用いるウエットエッチング法を用いて、開孔部５８ｂを形成することによって露出した埋込酸化膜５３、表面側に形成されているシリコン酸化膜５１０ａと裏面側のシリコン酸化膜５１０ｂ、開孔部５５ｂ、片持ち梁構造を形成するための開孔部５６ｂ、後の工程で埋込酸化膜５３をエッチングするための開孔部５９ｂの側壁部に形成されたシリコン酸化膜５１１をエッチングする。なお、この際、埋込酸化膜５３は埋込酸化膜５３がエッチングされるに従って裏面開孔部５８ｂなどによって露出している部分のみならず、薄膜部５２や支持基板５４によって覆われている部分にもエッチャントが浸入するため、これらの部分にも空隙部５７が形成される。
【００６６】
このように構成した第５の実施形態によるステンシルマスクにおいては、第１の実施形態によるステンシルマスクの裏面側の開孔をドライエッチング技術の代わりにＴＭＡＨなどのアルカリ性エッチング液をいた結晶面異方性を有するウエットエッチング技術で形成したことを特徴としている。第５の実施形態によるステンシルマスクではウエットエッチング技術を用いることによって、高価なドライエッチング装置を用いることなく裏面側の開孔部を形成することができる。また、支持基板５４の面方位がＳｉ（１１０）、オリエントフラット面がＳｉ（１−１１）であるＳＯＩ基板を用いたことによって、裏面開孔部の側壁を裏面であるＳｉ（１１０）と垂直なＳｉ｛１１１｝で形成することができる。従って、Ｓｉ（１００）基板を支持基板として用いた場合のように側壁が斜面とならないため、１枚のＳＯＩ基板に複数の薄膜遮蔽構造体を形成する場合でも薄膜遮蔽構造体の間隔を狭くすることが可能になり、より微細なパターンに対応することが可能になる。また、表面側に埋込酸化膜をエッチングするための開孔部を設置したことにより、薄膜部５２の片持ち梁構造部分５２ａを支持基板５４から分離するための埋込酸化膜をエッチングするための時間を短縮することが可能となる。
【００６７】
図１８〜図２０には、本発明の第６の実施形態によるステンシルマスクを概略的に示し、６１はＳＯＩ基板であり、薄膜部６２と埋込酸化膜６３と支持基板６４とによって構成されている。薄膜部６２には、荷電粒子ビームの形状を所定のパターンで整形する荷電粒子透過孔である複数の表面開孔部６５が設けられている。これらの表面開孔部６５は、ＳＯＩ基板６１の厚み方向で貫通しており、従って、荷電粒子ビームは薄膜部６２における表面開孔部６５の形状に従って通過することができる。
【００６８】
また、薄膜部６２には、薄膜部６２に形成された転写パターン表面開孔部６５を囲む薄膜部６２の領域に、荷電粒子ビームの入射によって発生する熱応力を緩和する三つの応力緩和開孔部６６ａ、６６ｂ、６６ｃが形成され、これらの応力緩和開孔部６６ａ、６６ｂ、６６ｃは、図示実施形態では、薄膜部６２に形成された転写パターン表面開孔部６５全体を囲む薄膜部の領域にコ字状に連続して形成されているが、隣接した応力緩和開孔部６６ａ、６６ｃ及び６６ｂ、６６ｃ間に、それぞれ転写パターン表面開孔部６５の形成された薄膜部６２の部分６２ａを支える薄膜部領域部分６２から成るばね機能部６７が設けられている。なお６８は支持基板６４に形成した開孔部である。
【００６９】
図１８〜図２０に示す第６の実施形態によるステンシルマスクの製造方法は、基本的には第５の実施形態のステンシルマスクの場合と同じであり、表面側パターン形成工程におけるパターン形状が異なる。
【００７０】
このように構成した図１８〜図２０に示す第６の実施形態によるステンシルマスクにおいては、応力緩和構造として薄膜遮蔽構造体の一端にばね機能部６７を設けたことによって、荷電粒子ビームを遮蔽することによって薄膜遮蔽構造体に吸収された荷電粒子線のエネルギーによって薄膜遮蔽構造体が熱膨張しても、薄膜遮蔽構造体に発生する応力をばね機能部６７で緩和、吸収することができる。また、機械的な振動がステンシルマスクに加わった場合でも、ばね機能部６７が薄膜遮蔽構造体の振動を吸収、抑制するため荷電粒子線のパターンの位置精度の低下を抑制することができる。また、ウエットエッチング技術を用いることによって、高価なドライエッチング装置を用いることなく裏面側の開孔部を形成することができる。
【００７１】
図２１〜図２３には、本発明の第７の実施形態によるステンシルマスクを概略的に示し、７１はＳＯＩ基板であり、薄膜部７２と埋込酸化膜７３と支持基板７４とによって構成されている。薄膜部７２には、荷電粒子ビームの形状を所定のパターンで整形する荷電粒子透過孔である複数の表面開孔部７５が設けられている。これらの表面開孔部７５は、ＳＯＩ基板７１の厚み方向で貫通しており、従って、荷電粒子ビームは薄膜部７２における表面開孔部７５の形状に従って通過することができる。
【００７２】
この第７の実施形態によるステンシルマスクにおいて、支持基板７４には、薄膜部７２に形成された転写パターン表面開孔部７５を囲む領域に、荷電粒子ビームの入射によって発生する熱応力を緩和する荷電粒子遮蔽部７６が設けられ、荷電粒子遮蔽部７６は、薄膜部７２に形成した転写パターン開孔部７５の一つ又は複数を囲む薄膜部７２の領域に沿って一端側から他端側に向って伸び、荷電粒子線の入射によって荷電粒子遮蔽部７６に発生する熱応力を緩和する応力緩和領域部を構成している。なお、７７は荷電粒子遮蔽部７６と薄膜部７２との間に形成された空隙部、７８は支持基板７４に形成した開孔部である。
【００７３】
図２１〜図２３に示す第７の実施形態によるステンシルマスクの製造方法は、基本的には第５の実施形態のステンシルマスクの場合と同じであり、裏面側パターン形成工程におけるパターン形状が異なる。
【００７４】
このように構成した図２１〜図２３に示す第７の実施形態によるステンシルマスクにおいては、裏面側の開孔をドライエッチング技術の代わりにＴＭＡＨなどのアルカリ性エッチング液をいた結晶面異方性を有するウエットエッチング技術で形成したことを特徴としている。ウエットエッチング技術を用いることによって、高価なドライエッチング装置を用いることなく裏面側の開孔部を形成することができる。
【００７５】
図２４〜図２６には、本発明の第８の実施形態によるステンシルマスクを概略的に示し、８１はＳＯＩ基板であり、薄膜部８２と埋込酸化膜８３と支持基板８４とによって構成されている。薄膜部８２には、荷電粒子ビームの形状を所定のパターンで整形する荷電粒子透過孔である複数の表面開孔部８５が設けられている。これらの表面開孔部８５は、ＳＯＩ基板８１の厚み方向で貫通しており、従って、荷電粒子ビームは薄膜部８２における表面開孔部８５の形状に従って通過することができる。
【００７６】
この第８の実施形態によるステンシルマスクにおいて、支持基板８４には、薄膜部８２に形成された転写パターン表面開孔部８５を囲む領域に、荷電粒子ビームの入射によって発生する熱応力を緩和する荷電粒子遮蔽部８６が設けられ、荷電粒子遮蔽部８６は、薄膜部８２に形成した転写パターン開孔部８５の一つ又は複数を囲む薄膜部８２の領域に沿って一端側から他端側に向って伸び、荷電粒子遮蔽部８６の自由端は荷電粒子遮蔽部８６を支える支持基板８４の部分から成るばね機能部８７が設けられている。また、裏面から埋込酸化膜８３に向かって暫時拡大していくＳｉ｛１１１｝で構成される三角形の面８８は、荷電粒子遮蔽構造体８６を支えるばね機能部８７の側壁部に形成され、裏面から埋込酸化膜８３に向かって暫時拡大していくＳｉ｛１１１｝で構成される三角形の面８８を構成する斜辺よりばね機能部８７を長くすることにより、荷電粒子遮蔽構造体８６の熱膨張による応力を緩和することが可能になる。なお、８９は荷電粒子遮蔽部８６と薄膜部８２との間に形成された空隙部である。
【００７７】
図２４〜図２６に示す第８の実施形態によるステンシルマスクの製造方法は、基本的には第５の実施形態のステンシルマスクの場合と同じであり、裏面側パターン形成工程におけるパターン形状が異なる。
【００７８】
このように構成した図２４〜図２６に示す第８の実施形態によるステンシルマスクにおいては、荷電粒子遮蔽構造体の応力緩和構造として荷電粒子遮蔽部８６の一端にばね機能部８７を設けたことによって、荷電粒子ビームを遮蔽することによって荷電粒子遮蔽構造体に吸収された荷電粒子線のエネルギーによって荷電粒子遮蔽構造体が熱膨張しても、荷電粒子遮蔽構造体に発生する応力をばね機能部８７で緩和、吸収することができる。また、機械的な振動がステンシルマスクに加わった場合でも、ばね機能部８７が荷電粒子遮蔽構造体の振動を吸収、抑制するため荷電粒子遮蔽構造体が薄膜遮蔽構造体に形成された表面開孔部８５を通過する荷電粒子線を遮蔽することを抑制することができる。また、重力等の影響により荷電粒子遮蔽部８６の位置精度が低下し、荷電粒子遮蔽部８６が薄膜遮蔽構造体に形成された表面開孔部８５を通過する荷電粒子線を遮蔽することは、ばね機能部８７によって応力を吸収することにより抑制することができる。さらに、ウエットエッチング技術を用いることによって、高価なドライエッチング装置を用いることなく裏面側の開孔部を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１の実施形態によるステンシルマスクを示す概略平面図。
【図２】図１における線Ａ−Ａ′に沿った概略断面図。
【図３】図１における線Ｂ−Ｂ′に沿った概略断面図。
【図４】図１〜図３に示すにおける第１の実施形態によるステンシルマスクの製造方法のそれぞれの工程を示す概略断面図。
【図５】本発明の第２の実施形態によるステンシルマスクを示す概略平面図。
【図６】図５における線Ａ−Ａ′に沿った概略断面図。
【図７】図５における線Ｂ−Ｂ′に沿った概略断面図。
【図８】本発明の第３の実施形態によるステンシルマスクを示す概略平面図。
【図９】図８における線Ａ−Ａ′に沿った概略断面図。
【図１０】図８における線Ｂ−Ｂ′に沿った概略断面図。
【図１１】本発明の第４の実施形態によるステンシルマスクを示す概略平面図。
【図１２】図１１における線Ａ−Ａ′に沿った概略断面図。
【図１３】図１１における線Ｂ−Ｂ′に沿った概略断面図。
【図１４】本発明の第５の実施形態によるステンシルマスクを示す概略平面図。
【図１５】図１４における線Ａ−Ａ′に沿った概略断面図。
【図１６】図１４における線Ｂ−Ｂ′に沿った概略断面図。
【図１７】図１４〜図１６に示すにおける第５の実施形態によるステンシルマスクの製造方法のそれぞれの工程を示す概略断面図。
【図１８】本発明の第６の実施形態によるステンシルマスクを示す概略平面図。
【図１９】図１８における線Ａ−Ａ′に沿った概略断面図。
【図２０】図１８における線Ｂ−Ｂ′に沿った概略断面図。
【図２１】本発明の第７の実施形態によるステンシルマスクを示す概略平面図。
【図２２】図２１における線Ａ−Ａ′に沿った概略断面図。
【図２３】図２１における線Ｂ−Ｂ′に沿った概略断面図。
【図２４】本発明の第８の実施形態によるステンシルマスクを示す概略平面図。
【図２５】図２４における線Ａ−Ａ′に沿った概略断面図。
【図２６】図２４における線Ｂ−Ｂ′に沿った概略断面図。
【符号の説明】
【００８０】
１：ＳＯＩ基板
２：薄膜部
３：埋込酸化膜
４：支持基板
５：表面開孔部
６：応力緩和開孔部
７：空隙部
８：支持基板４に形成した開孔部
９：片持ち梁構造部分２ａと支持基板４との間の空隙部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基板の一面に形成した薄膜部と、
該薄膜部に形成した少なくとも一つの荷電粒子ビームの形状を整形する転写パターン開孔部と、
薄膜部に形成した転写パターン開孔部を囲む薄膜部の領域に形成され、荷電粒子線の入射によって発生する熱応力を緩和する応力緩和開孔部と
を有して成ることを特徴とするステンシルマスク。
【請求項２】
応力緩和開孔部が、薄膜部に形成した転写パターン開孔部全体を囲む薄膜部の領域にコ字状に連続して形成され、転写パターン開孔部の形成された薄膜部が片持ち梁構造として構成されることを特徴とする請求項１に記載のステンシルマスク。
【請求項３】
応力緩和開孔部が、薄膜部に形成した転写パターン開孔部全体を囲む薄膜部の領域における三辺の各々に形成された開孔部から成り、これら隣接した開孔部の間に、荷電粒子線の入射によって発生する熱応力による変形に対するばね機能をもつ薄膜部領域を残して構成されることを特徴とする請求項１に記載のステンシルマスク。
【請求項４】
シリコン基板の一面に形成した薄膜部と、
上記薄膜部に形成した少なくとも一つの荷電粒子ビームの形状を整形する転写パターン開孔部と、
シリコン基板の他面に形成した荷電粒子遮蔽部と
を有し、
上記荷電粒子遮蔽部が、薄膜部に形成した転写パターン開孔部の一つ又は複数を囲む薄膜部の領域に沿って一端側から他端側に向って伸び、荷電粒子線の入射によって該荷電粒子遮蔽部に発生する熱応力を緩和する応力緩和領域部を構成して成ることを特徴とするステンシルマスク。
【請求項５】
応力緩和領域部が、薄膜部に形成した転写パターン開孔部の一つ又は複数を囲む薄膜部の領域に沿って一端側から他端側に向って伸びる片持ち梁構造として構成されることを特徴とする請求項４に記載のステンシルマスク。
【請求項６】
応力緩和領域部が、薄膜部に形成した転写パターン開孔部の一つ又は複数を囲む薄膜部の領域に沿って一端側から他端側に向って伸び、他端側が、荷電粒子線の入射によって発生する熱応力による変形に対するばね機能をもつ領域で互いに結合して構成されることを特徴とする請求項４に記載のステンシルマスク。
【請求項７】
ＳＯＩ基板を酸化する工程と、
表面側の酸化膜に表面開孔部のマスクとなる開孔部を開孔する工程と、
酸化膜マスクを用いて薄膜部に開孔部を形成する工程と、
薄膜部に形成した開孔部の側壁を酸化する工程と、
裏面側の酸化膜に裏面開孔部のマスクとなる開孔を形成する工程と、
裏面酸化膜マスクを用いて支持基板に開孔部を形成する工程と、
表面側酸化膜と裏面側酸化膜と表裏面の開孔部によって露出した埋込酸化膜をエッチングする工程と
を含んで成ることを特徴とするステンシルマスクの製造方法。
【請求項８】
裏面酸化膜マスクを用いて支持基板に開孔部を形成する工程がドライエッチング法により実施されることを特徴とする請求項７に記載のステンシルマスクの製造方法。
【請求項９】
裏面酸化膜マスクを用いて支持基板に開孔部を形成する工程がアルカリ性エッチング液を用いて結晶異方性ウエットエッチング法により実施されることを特徴とする請求項７に記載のステンシルマスクの製造方法。
【請求項１】
シリコン基板の一面に形成した薄膜部と、
該薄膜部に形成した少なくとも一つの荷電粒子ビームの形状を整形する転写パターン開孔部と、
薄膜部に形成した転写パターン開孔部を囲む薄膜部の領域に形成され、荷電粒子線の入射によって発生する熱応力を緩和する応力緩和開孔部と
を有して成ることを特徴とするステンシルマスク。
【請求項２】
応力緩和開孔部が、薄膜部に形成した転写パターン開孔部全体を囲む薄膜部の領域にコ字状に連続して形成され、転写パターン開孔部の形成された薄膜部が片持ち梁構造として構成されることを特徴とする請求項１に記載のステンシルマスク。
【請求項３】
応力緩和開孔部が、薄膜部に形成した転写パターン開孔部全体を囲む薄膜部の領域における三辺の各々に形成された開孔部から成り、これら隣接した開孔部の間に、荷電粒子線の入射によって発生する熱応力による変形に対するばね機能をもつ薄膜部領域を残して構成されることを特徴とする請求項１に記載のステンシルマスク。
【請求項４】
シリコン基板の一面に形成した薄膜部と、
上記薄膜部に形成した少なくとも一つの荷電粒子ビームの形状を整形する転写パターン開孔部と、
シリコン基板の他面に形成した荷電粒子遮蔽部と
を有し、
上記荷電粒子遮蔽部が、薄膜部に形成した転写パターン開孔部の一つ又は複数を囲む薄膜部の領域に沿って一端側から他端側に向って伸び、荷電粒子線の入射によって該荷電粒子遮蔽部に発生する熱応力を緩和する応力緩和領域部を構成して成ることを特徴とするステンシルマスク。
【請求項５】
応力緩和領域部が、薄膜部に形成した転写パターン開孔部の一つ又は複数を囲む薄膜部の領域に沿って一端側から他端側に向って伸びる片持ち梁構造として構成されることを特徴とする請求項４に記載のステンシルマスク。
【請求項６】
応力緩和領域部が、薄膜部に形成した転写パターン開孔部の一つ又は複数を囲む薄膜部の領域に沿って一端側から他端側に向って伸び、他端側が、荷電粒子線の入射によって発生する熱応力による変形に対するばね機能をもつ領域で互いに結合して構成されることを特徴とする請求項４に記載のステンシルマスク。
【請求項７】
ＳＯＩ基板を酸化する工程と、
表面側の酸化膜に表面開孔部のマスクとなる開孔部を開孔する工程と、
酸化膜マスクを用いて薄膜部に開孔部を形成する工程と、
薄膜部に形成した開孔部の側壁を酸化する工程と、
裏面側の酸化膜に裏面開孔部のマスクとなる開孔を形成する工程と、
裏面酸化膜マスクを用いて支持基板に開孔部を形成する工程と、
表面側酸化膜と裏面側酸化膜と表裏面の開孔部によって露出した埋込酸化膜をエッチングする工程と
を含んで成ることを特徴とするステンシルマスクの製造方法。
【請求項８】
裏面酸化膜マスクを用いて支持基板に開孔部を形成する工程がドライエッチング法により実施されることを特徴とする請求項７に記載のステンシルマスクの製造方法。
【請求項９】
裏面酸化膜マスクを用いて支持基板に開孔部を形成する工程がアルカリ性エッチング液を用いて結晶異方性ウエットエッチング法により実施されることを特徴とする請求項７に記載のステンシルマスクの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４（ａ）】
【図４（ｂ）】
【図４（ｃ）】
【図４（ｄ）】
【図４（ｅ）】
【図４（ｆ）】
【図４（ｇ）】
【図４（ｈ）】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７（ａ）】
【図１７（ｂ）】
【図１７（ｃ）】
【図１７（ｄ）】
【図１７（ｅ）】
【図１７（ｆ）】
【図１７（ｇ）】
【図１７（ｈ）】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４（ａ）】
【図４（ｂ）】
【図４（ｃ）】
【図４（ｄ）】
【図４（ｅ）】
【図４（ｆ）】
【図４（ｇ）】
【図４（ｈ）】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７（ａ）】
【図１７（ｂ）】
【図１７（ｃ）】
【図１７（ｄ）】
【図１７（ｅ）】
【図１７（ｆ）】
【図１７（ｇ）】
【図１７（ｈ）】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２００７−２０７８４３（Ｐ２００７−２０７８４３Ａ）
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２２４０５（Ｐ２００６−２２４０５）
【出願日】平成１８年１月３１日（２００６．１．３１）
【出願人】（０００１０１７１０）アルバック成膜株式会社 (39)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月３１日（２００６．１．３１）
【出願人】（０００１０１７１０）アルバック成膜株式会社 (39)
【Ｆターム（参考）】
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