JP2001109136A - ステンシルマスク及びステンシルマスクの形成方法 - Google Patents
ステンシルマスク及びステンシルマスクの形成方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、ステンシルマスクの裏面からのエッ
チング（バックエッチング）時のエッチングレートのウ
エハ面内均一性を向上させ、パターン位置精度の高いス
テンシルマスクを提供することを課題とする。 【解決手段】 ステンシルマスク作製用のＳＯＩ基板の
シリコン絶縁膜１１の下に高濃度ボロンシリコン層２
１、低濃度ボロンシリコン層２２を構成して、ＫＯＨ溶
液等のアルカリ溶液でウエットエッチングする。高濃度
ボロンシリコン層２１の働きによりエッチングレートの
バラツキが抑えられ、均一化が図られる。
チング（バックエッチング）時のエッチングレートのウ
エハ面内均一性を向上させ、パターン位置精度の高いス
テンシルマスクを提供することを課題とする。 【解決手段】 ステンシルマスク作製用のＳＯＩ基板の
シリコン絶縁膜１１の下に高濃度ボロンシリコン層２
１、低濃度ボロンシリコン層２２を構成して、ＫＯＨ溶
液等のアルカリ溶液でウエットエッチングする。高濃度
ボロンシリコン層２１の働きによりエッチングレートの
バラツキが抑えられ、均一化が図られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスの
微細加工のための電子ビーム露光やイオンビーム露光、
Ｘ線露光などに用いられるステンシルマスク及びそのス
テンシルマスクの形成方法に関するものである。
微細加工のための電子ビーム露光やイオンビーム露光、
Ｘ線露光などに用いられるステンシルマスク及びそのス
テンシルマスクの形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ステンシルマスクは、金属薄膜やシリコ
ン基板に作製したいパターンの形状に部分的に穴を設け
たマスクであり、電子ビーム露光やイオンピーム露光、
Ｘ線露光などに用いられる。その使用にあたっては、電
子ビームやイオンビームをステンシルマスクに照射し開
口部に入射される粒子を透過させ、透過させたビームを
基板上のレジストなどに照射することにより露光が行わ
れる。
ン基板に作製したいパターンの形状に部分的に穴を設け
たマスクであり、電子ビーム露光やイオンピーム露光、
Ｘ線露光などに用いられる。その使用にあたっては、電
子ビームやイオンビームをステンシルマスクに照射し開
口部に入射される粒子を透過させ、透過させたビームを
基板上のレジストなどに照射することにより露光が行わ
れる。
【０００３】このステンシルマスクとしては、パターン
形成側となるシリコン基板と支持台側となるシリコン基
板とを張り合わせた貼り合わせウェハから作製されるも
のがある。また、一のシリコン基板上に不純物をドープ
したシリコン層をエピタキシャル成長させたウエハから
作製されるものも用いられる。現在、一般には、貼り合
わせウェハを用いるのが主流となっている。いずれにし
てもステンシルマスク用のウエハはパターン形成側とな
るシリコン層と支持台側となるシリコン層とを備える。
ここで支持台側とは、ステンシルマスクの変形に対する
強度を高め、ステンシルマスクの露光装置への装着時に
通常下側（裏面側）に位置してパターン形成側を変形さ
せることなく支える支持台が形成される側である。ま
た、支持台側となるシリコン層のエッチングの際にその
エッチングを抑止することとなる層が上記二層の間に介
在して作製されいる場合が多い。かかる内部に介在する
層をＳｉＯ２等の無機膜とするステンシルマスク乃至そ
の形成方法（従来技術１とする。）が特開平５−２１６
２１６に係る発明として提案されている。また、特開平
５−２１６２１６における従来技術の項には、かかる内
部に介在する層を高イオン注入層とするステンシルマス
ク乃至その形成方法（従来技術２とする。）が開示され
ている。これらの従来技術につき特開平５−２１６２１
６には以下のような説明がなされている。
形成側となるシリコン基板と支持台側となるシリコン基
板とを張り合わせた貼り合わせウェハから作製されるも
のがある。また、一のシリコン基板上に不純物をドープ
したシリコン層をエピタキシャル成長させたウエハから
作製されるものも用いられる。現在、一般には、貼り合
わせウェハを用いるのが主流となっている。いずれにし
てもステンシルマスク用のウエハはパターン形成側とな
るシリコン層と支持台側となるシリコン層とを備える。
ここで支持台側とは、ステンシルマスクの変形に対する
強度を高め、ステンシルマスクの露光装置への装着時に
通常下側（裏面側）に位置してパターン形成側を変形さ
せることなく支える支持台が形成される側である。ま
た、支持台側となるシリコン層のエッチングの際にその
エッチングを抑止することとなる層が上記二層の間に介
在して作製されいる場合が多い。かかる内部に介在する
層をＳｉＯ２等の無機膜とするステンシルマスク乃至そ
の形成方法（従来技術１とする。）が特開平５−２１６
２１６に係る発明として提案されている。また、特開平
５−２１６２１６における従来技術の項には、かかる内
部に介在する層を高イオン注入層とするステンシルマス
ク乃至その形成方法（従来技術２とする。）が開示され
ている。これらの従来技術につき特開平５−２１６２１
６には以下のような説明がなされている。
【０００４】［従来技術１］図２に、従来技術１のステ
ンシルマスク形成方法の工程断面図を示す。
ンシルマスク形成方法の工程断面図を示す。
【０００５】特開平５−２１６２１６には、従来技術１
について以下のような記載が認められる。第一の半導体
シリコン基板１１１上に、無機膜１１２としてシリコン
酸化膜を１μｍ厚堆積し（図２（ａ））、この無機膜上
に第二の半導体シリコン基板１１３を接触させ、１１０
０゜Ｃ、２時間の熱処理を行い、二枚のシリコン基板を
張り合わせる（図２（ｂ））。次に、張り合わせたシリ
コン基板１１３をポリッシング技術によってエッチング
して、シリコン基板を約３０μｍに薄膜化させる。この
半導体シリコン基板の両面に保護無機膜１１４としてシ
リコン酸化膜を５００ｎｍ厚形成し、シリコン基板裏面
の無機膜上にリソグラフィー技術を用いてレジストパタ
−ンを形成し、このレジストパターンをマスクとして無
機膜のエッチングを行い、第一の半導体シリコン基板１
１１の裏面を選択的に露出させる。さらに、このパタ−
ンをマスクとして、エチレンジアミン・ピロカテコール
溶液を用いて第一の半導体シリコン基板１１１を裏面か
らエッチングして、シリコン酸化膜１１２の裏面を露出
させる（図２（ｃ）バックエッチング工程）。その後、
保護無機膜１１４をすべて除去し、第二の半導体シリコ
ン基板１１３の表面上にリソグラフィー技術を用いてレ
ジストパタ−ン１１５を形成する（図２（ｄ））。さら
に、このレジストパタ−ンをマスクとして第二の半導体
シリコン基板１１３、および、シリコン酸化膜１１２を
エッチングしパターンを貫通させ、貫通部２００を形成
することによって、容易に、機械的強度のすぐれた、熱
安定性の高い、ステンシルマスクを形成することができ
る（図２（ｅ））。従来技術１に関する記載によれば、
以上のように、半導体シリコン基板を酸化し、二枚のシ
リコン基板を張り合わせることによって、ステンシルマ
スク作成工程を大幅に簡略化することができるものとさ
れている。また、容易に半導体シリコン基板の裏面エッ
チングにおけるストッパーを形成することができ、電子
ビームの加速電圧が５０ＫＶの場合でも、電子を遮閉す
ることができる、膜厚均一性の良い実用的な電子ビーム
縮小転写リソグラフィー用ステンシルマスクを形成する
ことができる。なお、ここでは第一の半導体シリコン基
板１１１上に形成する無機膜１１２が、シリコン酸化膜
であったが、シリコン窒化膜であっても良い。
について以下のような記載が認められる。第一の半導体
シリコン基板１１１上に、無機膜１１２としてシリコン
酸化膜を１μｍ厚堆積し（図２（ａ））、この無機膜上
に第二の半導体シリコン基板１１３を接触させ、１１０
０゜Ｃ、２時間の熱処理を行い、二枚のシリコン基板を
張り合わせる（図２（ｂ））。次に、張り合わせたシリ
コン基板１１３をポリッシング技術によってエッチング
して、シリコン基板を約３０μｍに薄膜化させる。この
半導体シリコン基板の両面に保護無機膜１１４としてシ
リコン酸化膜を５００ｎｍ厚形成し、シリコン基板裏面
の無機膜上にリソグラフィー技術を用いてレジストパタ
−ンを形成し、このレジストパターンをマスクとして無
機膜のエッチングを行い、第一の半導体シリコン基板１
１１の裏面を選択的に露出させる。さらに、このパタ−
ンをマスクとして、エチレンジアミン・ピロカテコール
溶液を用いて第一の半導体シリコン基板１１１を裏面か
らエッチングして、シリコン酸化膜１１２の裏面を露出
させる（図２（ｃ）バックエッチング工程）。その後、
保護無機膜１１４をすべて除去し、第二の半導体シリコ
ン基板１１３の表面上にリソグラフィー技術を用いてレ
ジストパタ−ン１１５を形成する（図２（ｄ））。さら
に、このレジストパタ−ンをマスクとして第二の半導体
シリコン基板１１３、および、シリコン酸化膜１１２を
エッチングしパターンを貫通させ、貫通部２００を形成
することによって、容易に、機械的強度のすぐれた、熱
安定性の高い、ステンシルマスクを形成することができ
る（図２（ｅ））。従来技術１に関する記載によれば、
以上のように、半導体シリコン基板を酸化し、二枚のシ
リコン基板を張り合わせることによって、ステンシルマ
スク作成工程を大幅に簡略化することができるものとさ
れている。また、容易に半導体シリコン基板の裏面エッ
チングにおけるストッパーを形成することができ、電子
ビームの加速電圧が５０ＫＶの場合でも、電子を遮閉す
ることができる、膜厚均一性の良い実用的な電子ビーム
縮小転写リソグラフィー用ステンシルマスクを形成する
ことができる。なお、ここでは第一の半導体シリコン基
板１１１上に形成する無機膜１１２が、シリコン酸化膜
であったが、シリコン窒化膜であっても良い。
【０００６】［従来技術２］図３に、従来技術２のステ
ンシルマスク形成方法の工程断面図を示す。
ンシルマスク形成方法の工程断面図を示す。
【０００７】従来技術２においては、半導体シリコン基
板１１１に加速電圧５０〜１００ＫＶ、ドーズ量１×１
０20ｃｍ-2でボロンイオン１４２の注入を行い、イオン
注入層１４１を形成する（図３（ａ））。この上にシリ
コンのエピタキシャル層１４３を形成し、さらにこのエ
ピ層上と半導体シリコン基板１１１の裏面に保護膜とし
てシリコン窒化膜１４４を堆積する（図３（ｂ））。そ
の後、リソグラフィー技術とドライエッチング技術を用
いて半導体シリコン基板１１１の裏面のシリコン窒化膜
１４４を選択的に除去し、シリコン窒化膜１４４をマス
クにして半導体シリコン基板１１１の裏面をエチレンジ
アミン・ピロカテコール溶液でボロン注入層１４１まで
エッチングし、保護膜をすべて除去する（図３（ｃ）：
バックエッチング工程））。次に、エピ層の上に、電子
ビームリソグラフィー技術を用いてレジストパターン１
４５の形成を行う（図３（ｄ））。このレジストパター
ン１４５をマスクとして、エピ層およびイオン注入層の
エッチングを行い、マスクパターンを形成する（図３
（ｅ））。従来技術２に関する記載によれば、以上のよ
うな方法により、電子ビーム縮小転写リソグラフィーに
おいて用いられるステンシルマスクを形成することがで
きる。ここで、高イオン注入層を形成するのは、半導体
シリコン基板を裏面からエッチングする場合、エッチン
グのストッパーとして用いるためである。
板１１１に加速電圧５０〜１００ＫＶ、ドーズ量１×１
０20ｃｍ-2でボロンイオン１４２の注入を行い、イオン
注入層１４１を形成する（図３（ａ））。この上にシリ
コンのエピタキシャル層１４３を形成し、さらにこのエ
ピ層上と半導体シリコン基板１１１の裏面に保護膜とし
てシリコン窒化膜１４４を堆積する（図３（ｂ））。そ
の後、リソグラフィー技術とドライエッチング技術を用
いて半導体シリコン基板１１１の裏面のシリコン窒化膜
１４４を選択的に除去し、シリコン窒化膜１４４をマス
クにして半導体シリコン基板１１１の裏面をエチレンジ
アミン・ピロカテコール溶液でボロン注入層１４１まで
エッチングし、保護膜をすべて除去する（図３（ｃ）：
バックエッチング工程））。次に、エピ層の上に、電子
ビームリソグラフィー技術を用いてレジストパターン１
４５の形成を行う（図３（ｄ））。このレジストパター
ン１４５をマスクとして、エピ層およびイオン注入層の
エッチングを行い、マスクパターンを形成する（図３
（ｅ））。従来技術２に関する記載によれば、以上のよ
うな方法により、電子ビーム縮小転写リソグラフィーに
おいて用いられるステンシルマスクを形成することがで
きる。ここで、高イオン注入層を形成するのは、半導体
シリコン基板を裏面からエッチングする場合、エッチン
グのストッパーとして用いるためである。
【０００８】以上の従来技術１に用いられる張り合わせ
ウェハの断面構成は、シリコン層−Ｓｉ０２層−シリコ
ン層からなり、従来技術２に用いられるウェハの断面構
成は、シリコン層−高濃度不純物シリコン層−低濃度不
純物シリコン層からなる。
ウェハの断面構成は、シリコン層−Ｓｉ０２層−シリコ
ン層からなり、従来技術２に用いられるウェハの断面構
成は、シリコン層−高濃度不純物シリコン層−低濃度不
純物シリコン層からなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】以上の従来技術におい
ては、バックエッチング工程におけるエッチングレート
の不均一さに起因する問題点があった。バックエッチン
グ工程において理想的であるのは、エッチングの進行方
向と垂直な面においてエッチングレートが均一であるこ
とである。ウエハ表面に垂直にエッチングは進行するも
のであるから、言い換えれば、ウエハ表面と平行なウエ
ハの任意の断面内（以下、ウエハ面内という。）におい
てエッチングレートが均一であることである。つまり、
エッチングが進行していく過程で各部のエッチング深度
が横並びに同一であるということである。そしてウエハ
の内部でエッチングを止める場合は、エッチング工程終
了後得られるエッチング仕上がり面にオーバーエッチン
グ、アンダーエッチング等の起伏が生じておらず平坦な
面が得られることが理想である。したがって、理想的で
ない場合とは、エッチング工程中ウエハ面内においてエ
ッチングレートが均一でなく、各部のエッチング深度に
バラツキがあるということである。そしてウエハの内部
でエッチングを止める場合、エッチング工程終了後得ら
れるエッチング仕上がり面にオーバーエッチング、アン
ダーエッチング等の起伏が生じることは理想的でない。
エッチング工程中ウエハ面内においてエッチングレート
にバラツキがある場合、エッチングに基づく応力がウエ
ハ面内で偏って働く。局所的に急峻な応力が働くと、そ
の応力の発生部分は、反り、ねじり、伸縮等の歪みを生
じ、結果物たるステンシルマスクのパターン形成部分を
不均一に変形させ、ステンシルマスクのパターンをゆが
ませる。上述のように、エッチング過程において、ウエ
ハー内の不純物濃度のバラツキによりウエハーがゆがん
でしまうので、ゆがんだウエハーにパターンニングして
も本来のパターンとの誤差が生じてしまう。すなわち、
パターン位置精度の低下という問題が発生する。これは
エッチング過程に起因する問題点であり、従来技術１及
び従来技術２では、かかる問題を解決できない。
ては、バックエッチング工程におけるエッチングレート
の不均一さに起因する問題点があった。バックエッチン
グ工程において理想的であるのは、エッチングの進行方
向と垂直な面においてエッチングレートが均一であるこ
とである。ウエハ表面に垂直にエッチングは進行するも
のであるから、言い換えれば、ウエハ表面と平行なウエ
ハの任意の断面内（以下、ウエハ面内という。）におい
てエッチングレートが均一であることである。つまり、
エッチングが進行していく過程で各部のエッチング深度
が横並びに同一であるということである。そしてウエハ
の内部でエッチングを止める場合は、エッチング工程終
了後得られるエッチング仕上がり面にオーバーエッチン
グ、アンダーエッチング等の起伏が生じておらず平坦な
面が得られることが理想である。したがって、理想的で
ない場合とは、エッチング工程中ウエハ面内においてエ
ッチングレートが均一でなく、各部のエッチング深度に
バラツキがあるということである。そしてウエハの内部
でエッチングを止める場合、エッチング工程終了後得ら
れるエッチング仕上がり面にオーバーエッチング、アン
ダーエッチング等の起伏が生じることは理想的でない。
エッチング工程中ウエハ面内においてエッチングレート
にバラツキがある場合、エッチングに基づく応力がウエ
ハ面内で偏って働く。局所的に急峻な応力が働くと、そ
の応力の発生部分は、反り、ねじり、伸縮等の歪みを生
じ、結果物たるステンシルマスクのパターン形成部分を
不均一に変形させ、ステンシルマスクのパターンをゆが
ませる。上述のように、エッチング過程において、ウエ
ハー内の不純物濃度のバラツキによりウエハーがゆがん
でしまうので、ゆがんだウエハーにパターンニングして
も本来のパターンとの誤差が生じてしまう。すなわち、
パターン位置精度の低下という問題が発生する。これは
エッチング過程に起因する問題点であり、従来技術１及
び従来技術２では、かかる問題を解決できない。
【００１０】従来技術１及び従来技術２において、ウエ
ハ面内でエッチングレートがばらつく原因は、シリコン
層１１１内の不純物濃度のバラツキである。例えば、不
純物をボロン（Ｂ）とし、エッチング液をＫＯＨ（水酸
化カリウム）溶液等のアルカリ溶液とする場合、シリコ
ン層内の不純物濃度が高くなるほどエッチングレートが
遅くなることが知られている。また、不純物をリン
（Ｐ）とし、エッチング液をフッ酸溶液とする場合、シ
リコン層内の不純物濃度が高くなるほどエッチングレー
トが速くなることが知られている。したがって、均一な
不純物濃度のシリコンウエハを用いれば、上記問題点は
解決できるということになる。しかし、均一な不純物濃
度のシリコンウエハは高価である。デバイス活性領域に
は、高価であっても均一な不純物濃度のシリコンウエハ
を用いる必要がある。これに対して、ステンシルマスク
の支持台側のウエハの場合、ステンシルマスクが完成し
てしまえば、不純物濃度の不均一性による特性の悪化等
の悪影響がないため、安価なＣＺウエハ（引き上げ結
晶）を用いる方が好ましい。均一な不純物濃度のシリコ
ンウエハを使用すると、上述の技術的問題を解決できる
反面、過度にコストをかけることになり、有効な解決手
段とはなり得ない。
ハ面内でエッチングレートがばらつく原因は、シリコン
層１１１内の不純物濃度のバラツキである。例えば、不
純物をボロン（Ｂ）とし、エッチング液をＫＯＨ（水酸
化カリウム）溶液等のアルカリ溶液とする場合、シリコ
ン層内の不純物濃度が高くなるほどエッチングレートが
遅くなることが知られている。また、不純物をリン
（Ｐ）とし、エッチング液をフッ酸溶液とする場合、シ
リコン層内の不純物濃度が高くなるほどエッチングレー
トが速くなることが知られている。したがって、均一な
不純物濃度のシリコンウエハを用いれば、上記問題点は
解決できるということになる。しかし、均一な不純物濃
度のシリコンウエハは高価である。デバイス活性領域に
は、高価であっても均一な不純物濃度のシリコンウエハ
を用いる必要がある。これに対して、ステンシルマスク
の支持台側のウエハの場合、ステンシルマスクが完成し
てしまえば、不純物濃度の不均一性による特性の悪化等
の悪影響がないため、安価なＣＺウエハ（引き上げ結
晶）を用いる方が好ましい。均一な不純物濃度のシリコ
ンウエハを使用すると、上述の技術的問題を解決できる
反面、過度にコストをかけることになり、有効な解決手
段とはなり得ない。
【００１１】さらに、エッチングの仕上がり精度に起因
する問題点がある。特に、従来技術２において著しい。
従来技術２の高濃度不純物シリコン層はエッチングレー
トが遅いというだけで、完全にエッチングストッパーと
はならず、わずかに溶解する。また、従来技術１のＳｉ
０２層は、従来技術２の高濃度不純物シリコン層に比較
すれば、溶解量は少ないものの、全く溶解しないわけで
はない。これらに起因して、エッチング工程終了後得ら
れるエッチング仕上がり面にオーバーエッチングがある
場合には、パターン欠陥を発生させる。また、エッチン
グ仕上がり面にオーバーエッチング、アンダーエッチン
グ等の起伏が生じ、パターン形成部に厚みのバラツキが
あると、ステンシルマスクが電子ビームを受け加熱され
た場合等に応力が生じれば、ステンシルマスクを不均一
に変形させ、ステンシルマスクのパターンをゆがませ
る。その結果、本来のパターンとの誤差が生じてしま
う。すなわち、パターン位置精度の低下という問題が発
生する。
する問題点がある。特に、従来技術２において著しい。
従来技術２の高濃度不純物シリコン層はエッチングレー
トが遅いというだけで、完全にエッチングストッパーと
はならず、わずかに溶解する。また、従来技術１のＳｉ
０２層は、従来技術２の高濃度不純物シリコン層に比較
すれば、溶解量は少ないものの、全く溶解しないわけで
はない。これらに起因して、エッチング工程終了後得ら
れるエッチング仕上がり面にオーバーエッチングがある
場合には、パターン欠陥を発生させる。また、エッチン
グ仕上がり面にオーバーエッチング、アンダーエッチン
グ等の起伏が生じ、パターン形成部に厚みのバラツキが
あると、ステンシルマスクが電子ビームを受け加熱され
た場合等に応力が生じれば、ステンシルマスクを不均一
に変形させ、ステンシルマスクのパターンをゆがませ
る。その結果、本来のパターンとの誤差が生じてしま
う。すなわち、パターン位置精度の低下という問題が発
生する。
【００１２】本発明は以上の従来技術における問題に鑑
みてなされたものであって、ステンシルマスクの裏面か
らのエッチング（バックエッチング）時のエッチングレ
ートのウエハ面内均一性を向上させ、パターン位置精度
の高いステンシルマスクを提供することを課題とする。
みてなされたものであって、ステンシルマスクの裏面か
らのエッチング（バックエッチング）時のエッチングレ
ートのウエハ面内均一性を向上させ、パターン位置精度
の高いステンシルマスクを提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本出
願第１の発明は、マスクパターン形成層と、前記マスク
パターン形成層の下部の所定位置に連続して形成された
支持台とを備えるステンシルマスクにおいて、前記支持
台の下端から上方へ向けて、特定のエッチング液に対す
るエッチングレートが比較的高いシリコン層から比較的
低いシリコン層へと積層される３層以上のシリコン層
と、前記３層以上のシリコン層の上に積層される他のシ
リコン層とを備え、少なくとも下端から２層は前記支持
台を構成し、少なくとも最上部の層は前記マスクパター
ンを構成することを特徴とするステンシルマスクであ
る。
願第１の発明は、マスクパターン形成層と、前記マスク
パターン形成層の下部の所定位置に連続して形成された
支持台とを備えるステンシルマスクにおいて、前記支持
台の下端から上方へ向けて、特定のエッチング液に対す
るエッチングレートが比較的高いシリコン層から比較的
低いシリコン層へと積層される３層以上のシリコン層
と、前記３層以上のシリコン層の上に積層される他のシ
リコン層とを備え、少なくとも下端から２層は前記支持
台を構成し、少なくとも最上部の層は前記マスクパター
ンを構成することを特徴とするステンシルマスクであ
る。
【００１４】したがって、本出願第１の発明のステンシ
ルマスクを形成する際には、前記特定のエッチング液を
使用して、バックエッチング行い、はじめはエッチング
レートが比較的高いシリコン層をエッチングし、ウエハ
面内のエッチングレートがばらつく傾向になっても、順
次、エッチングレートが比較的低いシリコン層へとエッ
チングが進み、エッチングレートのバラツキが抑えられ
る傾向となる。ゆえに、エッチングレートのウエハ面内
均一性をエッチング工程の終盤になるほど向上させ、上
述のバックエッチング工程におけるエッチングレートの
不均一さに起因する悪影響を抑えるとことができる。こ
れにより、本出願第１の発明のステンシルマスクによれ
ば、高いパターン位置精度が確保される。
ルマスクを形成する際には、前記特定のエッチング液を
使用して、バックエッチング行い、はじめはエッチング
レートが比較的高いシリコン層をエッチングし、ウエハ
面内のエッチングレートがばらつく傾向になっても、順
次、エッチングレートが比較的低いシリコン層へとエッ
チングが進み、エッチングレートのバラツキが抑えられ
る傾向となる。ゆえに、エッチングレートのウエハ面内
均一性をエッチング工程の終盤になるほど向上させ、上
述のバックエッチング工程におけるエッチングレートの
不均一さに起因する悪影響を抑えるとことができる。こ
れにより、本出願第１の発明のステンシルマスクによれ
ば、高いパターン位置精度が確保される。
【００１５】シリコン層のエッチングレートの高低を制
御するには、シリコン中の不純物濃度を制御すれば良
い。不純物濃度を高めるとエッチングレートが高まる
（速くなる）場合と、不純物濃度を高めるとエッチング
レートが低まる（遅くなる）場合とがある。エッチング
レートのウエハ面内均一性を向上させるためには、シリ
コンウエハに対して積極的にエッチングレートを抑える
ことが好ましい。
御するには、シリコン中の不純物濃度を制御すれば良
い。不純物濃度を高めるとエッチングレートが高まる
（速くなる）場合と、不純物濃度を高めるとエッチング
レートが低まる（遅くなる）場合とがある。エッチング
レートのウエハ面内均一性を向上させるためには、シリ
コンウエハに対して積極的にエッチングレートを抑える
ことが好ましい。
【００１６】そこで本出願第２の発明は、マスクパター
ン形成層と、前記マスクパターン形成層の下部の所定位
置に連続して形成された支持台とを備えるステンシルマ
スクにおいて、前記支持台の下端から上方へ向けて、不
純物の濃度が比較的低いシリコン層から比較的高いシリ
コン層へと積層される３層以上のシリコン層と、前記３
層以上のシリコン層の上に積層される他のシリコン層と
を備え、前記不純物は特定のエッチング液に対するシリ
コン層のエッチングレートを高濃度になるほど低下させ
る性質を有し、少なくとも下端から２層は前記支持台を
構成し、少なくとも最上部の層は前記マスクパターンを
構成することを特徴とするステンシルマスクである。
ン形成層と、前記マスクパターン形成層の下部の所定位
置に連続して形成された支持台とを備えるステンシルマ
スクにおいて、前記支持台の下端から上方へ向けて、不
純物の濃度が比較的低いシリコン層から比較的高いシリ
コン層へと積層される３層以上のシリコン層と、前記３
層以上のシリコン層の上に積層される他のシリコン層と
を備え、前記不純物は特定のエッチング液に対するシリ
コン層のエッチングレートを高濃度になるほど低下させ
る性質を有し、少なくとも下端から２層は前記支持台を
構成し、少なくとも最上部の層は前記マスクパターンを
構成することを特徴とするステンシルマスクである。
【００１７】不純物の濃度が異なるシリコン層を形成す
る方法には、エピタキシャル成長法と、イオン注入法と
がある。エピタキシャル成長法を用いる場合は、結晶構
成物質中の不純物供給割合を制御することで、不純物の
濃度が異なるシリコン層を多層形成することができる。
イオン注入法を用いる場合は、イオン化された不純物元
素の加速電圧及び注入量を制御することで、不純物の濃
度が異なるシリコン層を多層形成することができる。一
のシリコンウエハにエピタキシャル成長又はイオン注入
を繰り返し行うことによって、不純物の濃度が異なるシ
リコン層を多層形成することも可能である。しかし、異
なる条件でエピタキシャル成長又はイオン注入を施した
２のシリコンウエハを張り合わせることによって、さら
に有利に不純物の濃度が異なるシリコン層を多層形成す
ることができる。エピタキシャル成長法又はイオン注入
法によって形成された高濃度不純物シリコン層はバルク
層に対して濃度の均一性が向上する。また、最もエッチ
ングレートが低いシリコン層として、酸化シリコン、窒
化シリコン等のシリコン絶縁物層（シリコン絶縁膜）を
介在させた方がエッチングの仕上がり精度は向上する。
る方法には、エピタキシャル成長法と、イオン注入法と
がある。エピタキシャル成長法を用いる場合は、結晶構
成物質中の不純物供給割合を制御することで、不純物の
濃度が異なるシリコン層を多層形成することができる。
イオン注入法を用いる場合は、イオン化された不純物元
素の加速電圧及び注入量を制御することで、不純物の濃
度が異なるシリコン層を多層形成することができる。一
のシリコンウエハにエピタキシャル成長又はイオン注入
を繰り返し行うことによって、不純物の濃度が異なるシ
リコン層を多層形成することも可能である。しかし、異
なる条件でエピタキシャル成長又はイオン注入を施した
２のシリコンウエハを張り合わせることによって、さら
に有利に不純物の濃度が異なるシリコン層を多層形成す
ることができる。エピタキシャル成長法又はイオン注入
法によって形成された高濃度不純物シリコン層はバルク
層に対して濃度の均一性が向上する。また、最もエッチ
ングレートが低いシリコン層として、酸化シリコン、窒
化シリコン等のシリコン絶縁物層（シリコン絶縁膜）を
介在させた方がエッチングの仕上がり精度は向上する。
【００１８】そこで本出願第３の発明は、マスクパター
ン形成層と、前記マスクパターン形成層の下部の所定位
置に連続して形成された支持台とを備えるステンシルマ
スクにおいて、前記支持台の下端から上方へ向けて、以
下のからの順序で積層するシリコン層を備え、下記
不純物は特定のエッチング液に対するシリコン層のエッ
チングレートを高濃度になるほど低下させる性質を有
し、前記エッチング溶液はシリコン絶縁物を溶解するこ
とはほぼ不能であり、少なくとも下端から２層は前記支
持台を構成し、少なくとも最上部の層は前記マスクパタ
ーンを構成することを特徴とするステンシルマスクであ
る。 不純物濃度の比較的低いシリコンバルク層 不純物濃度の比較的高いシリコンエピタキシャル層若
しくはイオン注入層（２層以上設ける場合には上の層ほ
ど不純物濃度を高く設定する。） シリコン絶縁物層 他のシリコン層
ン形成層と、前記マスクパターン形成層の下部の所定位
置に連続して形成された支持台とを備えるステンシルマ
スクにおいて、前記支持台の下端から上方へ向けて、以
下のからの順序で積層するシリコン層を備え、下記
不純物は特定のエッチング液に対するシリコン層のエッ
チングレートを高濃度になるほど低下させる性質を有
し、前記エッチング溶液はシリコン絶縁物を溶解するこ
とはほぼ不能であり、少なくとも下端から２層は前記支
持台を構成し、少なくとも最上部の層は前記マスクパタ
ーンを構成することを特徴とするステンシルマスクであ
る。 不純物濃度の比較的低いシリコンバルク層 不純物濃度の比較的高いシリコンエピタキシャル層若
しくはイオン注入層（２層以上設ける場合には上の層ほ
ど不純物濃度を高く設定する。） シリコン絶縁物層 他のシリコン層
【００１９】特定のエッチング液をＫＯＨ（水酸化カリ
ウム）溶液とする場合、特定のエッチング液に対するシ
リコン層のエッチングレートを高濃度になるほど低下さ
せる性質を有する不純物には、ボロン（Ｂ）が該当す
る。また、高濃度ボロンシリコン層よりも、シリコン絶
縁物層の方が、ＫＯＨ溶液に対するエッチングレートが
遙かに低い。
ウム）溶液とする場合、特定のエッチング液に対するシ
リコン層のエッチングレートを高濃度になるほど低下さ
せる性質を有する不純物には、ボロン（Ｂ）が該当す
る。また、高濃度ボロンシリコン層よりも、シリコン絶
縁物層の方が、ＫＯＨ溶液に対するエッチングレートが
遙かに低い。
【００２０】そこで、本出願第４の発明は、本出願第２
の発明又は本出願第３の発明のステンシルマスクにおい
て、不純物をボロンとすることを特徴とする。本出願第
３の発明のステンシルマスクにおいて、不純物をボロン
とする発明は、以下のように表現できる。すなわち、マ
スクパターン形成層と、前記マスクパターン形成層の下
部の所定位置に連続して形成された支持台とを備えるス
テンシルマスクにおいて、前記支持台の下端から上方へ
向けて、ボロン濃度が比較的低いシリコン層から比較的
高いシリコン層へと積層される２層以上のシリコン層
と、前記２層以上のシリコン層の上に積層されるシリコ
ン絶縁物層と、前記シリコン絶縁物層の上に積層される
他のシリコン層とを備え、少なくとも下端から２層は前
記支持台を構成し、少なくとも最上部の層は前記マスク
パターンを構成することを特徴とするステンシルマスク
である。シリコン絶縁物層としては、酸化シリコン層
や、窒化シリコン層を用いることが好ましい。この場
合、ＣＶＤ法等により酸化シリコンや、窒化シリコンを
シリコン基板上に堆積・被着させるか、又は熱酸化法等
によりをシリコン基板自体を酸化若しくは窒化させるこ
とにより、酸化シリコン層や、窒化シリコン層を形成す
る。
の発明又は本出願第３の発明のステンシルマスクにおい
て、不純物をボロンとすることを特徴とする。本出願第
３の発明のステンシルマスクにおいて、不純物をボロン
とする発明は、以下のように表現できる。すなわち、マ
スクパターン形成層と、前記マスクパターン形成層の下
部の所定位置に連続して形成された支持台とを備えるス
テンシルマスクにおいて、前記支持台の下端から上方へ
向けて、ボロン濃度が比較的低いシリコン層から比較的
高いシリコン層へと積層される２層以上のシリコン層
と、前記２層以上のシリコン層の上に積層されるシリコ
ン絶縁物層と、前記シリコン絶縁物層の上に積層される
他のシリコン層とを備え、少なくとも下端から２層は前
記支持台を構成し、少なくとも最上部の層は前記マスク
パターンを構成することを特徴とするステンシルマスク
である。シリコン絶縁物層としては、酸化シリコン層
や、窒化シリコン層を用いることが好ましい。この場
合、ＣＶＤ法等により酸化シリコンや、窒化シリコンを
シリコン基板上に堆積・被着させるか、又は熱酸化法等
によりをシリコン基板自体を酸化若しくは窒化させるこ
とにより、酸化シリコン層や、窒化シリコン層を形成す
る。
【００２１】次に、前記課題を解決するステンシルマス
クの形成方法につき開示する。前記課題を解決する本出
願第５の発明は、第一のシリコン基板に絶縁膜を成膜
し、第二のシリコン基板に、特定のエッチング液に対す
るエッチングレートが第二のシリコン基板より低いシリ
コン層（以下、低エッチングレートシリコン層とい
う。）を形成し、前記絶縁膜の表面と低エッチングレー
トシリコン層の表面とを張り合わせＳＯＩ基板を構成す
る工程と、前記ＳＯＩ基板を構成する第一のシリコン基
板のシリコン層又はシリコン層及び前記絶縁膜を選択エ
ッチングしてマスクパターンを形成する第一の工程と、
前記特定のエッチング液により、前記ＳＯＩ基板を構成
する第二のシリコン基板を選択エッチングしてステンシ
ルマスクの支持台を形成する第二の工程とを備えること
を特徴とするステンシルマスクの形成方法である。
クの形成方法につき開示する。前記課題を解決する本出
願第５の発明は、第一のシリコン基板に絶縁膜を成膜
し、第二のシリコン基板に、特定のエッチング液に対す
るエッチングレートが第二のシリコン基板より低いシリ
コン層（以下、低エッチングレートシリコン層とい
う。）を形成し、前記絶縁膜の表面と低エッチングレー
トシリコン層の表面とを張り合わせＳＯＩ基板を構成す
る工程と、前記ＳＯＩ基板を構成する第一のシリコン基
板のシリコン層又はシリコン層及び前記絶縁膜を選択エ
ッチングしてマスクパターンを形成する第一の工程と、
前記特定のエッチング液により、前記ＳＯＩ基板を構成
する第二のシリコン基板を選択エッチングしてステンシ
ルマスクの支持台を形成する第二の工程とを備えること
を特徴とするステンシルマスクの形成方法である。
【００２２】第一の工程において、第一のシリコン基板
のシリコン層（絶縁膜を除く部分）のみを選択エッチン
グしてマスクパターンを形成する場合には、第二の工程
の後に、前記絶縁膜を選択エッチングしてステンシルマ
スクの支持台を形成する工程が入ることとなる。その結
果、残された絶縁膜は支持台の基端部を構成する。第一
の工程において、第一のシリコン基板のシリコン層及び
前記絶縁膜を選択エッチングしてマスクパターンを形成
する場合には、第一の工程より前に第二の工程を行う。
第二の工程（バックエッチング工程）において、絶縁膜
をエッチングストッパとして、エッチングを抑止する機
能を持たせるためである。
のシリコン層（絶縁膜を除く部分）のみを選択エッチン
グしてマスクパターンを形成する場合には、第二の工程
の後に、前記絶縁膜を選択エッチングしてステンシルマ
スクの支持台を形成する工程が入ることとなる。その結
果、残された絶縁膜は支持台の基端部を構成する。第一
の工程において、第一のシリコン基板のシリコン層及び
前記絶縁膜を選択エッチングしてマスクパターンを形成
する場合には、第一の工程より前に第二の工程を行う。
第二の工程（バックエッチング工程）において、絶縁膜
をエッチングストッパとして、エッチングを抑止する機
能を持たせるためである。
【００２３】したがって本出願第５の発明のステンシル
マスクの形成方法によれば、前記特定のエッチング液に
より、前記ＳＯＩ基板を構成する第二のシリコン基板を
選択エッチングしてステンシルマスクの支持台を形成す
る工程を施す際には、はじめはエッチングレートが比較
的高いシリコン層をエッチングし、ウエハ面内のエッチ
ングレートがばらつく傾向になっても、順次、低エッチ
ングレートシリコン層へとエッチングが進み、エッチン
グレートのバラツキが抑えられる傾向となる。ゆえに、
エッチングレートのウエハ面内均一性をエッチング工程
の終盤になるほど向上させ、上述のバックエッチング工
程におけるエッチングレートの不均一さに起因する悪影
響を抑えるとことができるので、高いパターン位置精度
が得られるという効果がある。低エッチングレートシリ
コン層は一つでも良いが、エッチングレートのより低い
低エッチングレートシリコン層を順次積層することで２
層以上形成しても良い。しかし、低エッチングレートシ
リコン層は一つとする方が、工程数が少なくて済み、コ
スト面で有利である。上述したように、シリコン層のエ
ッチングレートの高低を制御には、シリコン中の不純物
濃度を制御すれば良い。不純物濃度を高めるとエッチン
グレートが高まる（速くなる）場合と、不純物濃度を高
めるとエッチングレートが低まる（遅くなる）場合とが
ある。しかし、エッチングレートのウエハ面内均一性を
向上させるためには、シリコンウエハに対して積極的に
エッチングレートを抑えることが好ましい。
マスクの形成方法によれば、前記特定のエッチング液に
より、前記ＳＯＩ基板を構成する第二のシリコン基板を
選択エッチングしてステンシルマスクの支持台を形成す
る工程を施す際には、はじめはエッチングレートが比較
的高いシリコン層をエッチングし、ウエハ面内のエッチ
ングレートがばらつく傾向になっても、順次、低エッチ
ングレートシリコン層へとエッチングが進み、エッチン
グレートのバラツキが抑えられる傾向となる。ゆえに、
エッチングレートのウエハ面内均一性をエッチング工程
の終盤になるほど向上させ、上述のバックエッチング工
程におけるエッチングレートの不均一さに起因する悪影
響を抑えるとことができるので、高いパターン位置精度
が得られるという効果がある。低エッチングレートシリ
コン層は一つでも良いが、エッチングレートのより低い
低エッチングレートシリコン層を順次積層することで２
層以上形成しても良い。しかし、低エッチングレートシ
リコン層は一つとする方が、工程数が少なくて済み、コ
スト面で有利である。上述したように、シリコン層のエ
ッチングレートの高低を制御には、シリコン中の不純物
濃度を制御すれば良い。不純物濃度を高めるとエッチン
グレートが高まる（速くなる）場合と、不純物濃度を高
めるとエッチングレートが低まる（遅くなる）場合とが
ある。しかし、エッチングレートのウエハ面内均一性を
向上させるためには、シリコンウエハに対して積極的に
エッチングレートを抑えることが好ましい。
【００２４】そこで本出願第６の発明は、第一のシリコ
ン基板に絶縁膜を成膜し、第二のシリコン基板に、第二
のシリコン基板より不純物濃度の高いシリコン層を形成
し、前記絶縁膜の表面と前記不純物濃度の高いシリコン
層の表面とを張り合わせＳＯＩ基板を構成する工程と、
前記ＳＯＩ基板を構成する第一のシリコン基板のシリコ
ン層又はシリコン層及び前記絶縁膜を選択エッチングし
てマスクパターンを形成する第一の工程と、前記特定の
エッチング液により、前記ＳＯＩ基板を構成する第二の
シリコン基板を選択エッチングしてステンシルマスクの
支持台を形成する第二の工程とを備え、前記不純物は特
定のエッチング液に対するシリコン層のエッチングレー
トを高濃度になるほど低下させる性質を有することを特
徴とするステンシルマスクの形成方法である。
ン基板に絶縁膜を成膜し、第二のシリコン基板に、第二
のシリコン基板より不純物濃度の高いシリコン層を形成
し、前記絶縁膜の表面と前記不純物濃度の高いシリコン
層の表面とを張り合わせＳＯＩ基板を構成する工程と、
前記ＳＯＩ基板を構成する第一のシリコン基板のシリコ
ン層又はシリコン層及び前記絶縁膜を選択エッチングし
てマスクパターンを形成する第一の工程と、前記特定の
エッチング液により、前記ＳＯＩ基板を構成する第二の
シリコン基板を選択エッチングしてステンシルマスクの
支持台を形成する第二の工程とを備え、前記不純物は特
定のエッチング液に対するシリコン層のエッチングレー
トを高濃度になるほど低下させる性質を有することを特
徴とするステンシルマスクの形成方法である。
【００２５】また上述のように、エピタキシャル成長法
又はイオン注入法によって形成された高濃度不純物シリ
コン層はバルク層に対して濃度の均一性が向上する。
又はイオン注入法によって形成された高濃度不純物シリ
コン層はバルク層に対して濃度の均一性が向上する。
【００２６】そこで本出願第７の発明は、第一のシリコ
ン基板に絶縁膜を成膜し、第二のシリコン基板に、第二
のシリコン基板より不純物濃度の高いシリコン層をエピ
タキシャル成長又はイオン注入によって形成し、前記絶
縁膜の表面と前記不純物濃度の高いシリコン層の表面と
を張り合わせＳＯＩ基板を構成する工程と、前記ＳＯＩ
基板を構成する第一のシリコン基板のシリコン層又はシ
リコン層及び前記絶縁膜を選択エッチングしてマスクパ
ターンを形成する第一の工程と、前記特定のエッチング
液により、前記ＳＯＩ基板を構成する第二のシリコン基
板を選択エッチングしてステンシルマスクの支持台を形
成する第二の工程とを備え、前記不純物は特定のエッチ
ング液に対するシリコン層のエッチングレートを高濃度
になるほど低下させる性質を有することを特徴とするス
テンシルマスクの形成方法である。
ン基板に絶縁膜を成膜し、第二のシリコン基板に、第二
のシリコン基板より不純物濃度の高いシリコン層をエピ
タキシャル成長又はイオン注入によって形成し、前記絶
縁膜の表面と前記不純物濃度の高いシリコン層の表面と
を張り合わせＳＯＩ基板を構成する工程と、前記ＳＯＩ
基板を構成する第一のシリコン基板のシリコン層又はシ
リコン層及び前記絶縁膜を選択エッチングしてマスクパ
ターンを形成する第一の工程と、前記特定のエッチング
液により、前記ＳＯＩ基板を構成する第二のシリコン基
板を選択エッチングしてステンシルマスクの支持台を形
成する第二の工程とを備え、前記不純物は特定のエッチ
ング液に対するシリコン層のエッチングレートを高濃度
になるほど低下させる性質を有することを特徴とするス
テンシルマスクの形成方法である。
【００２７】また本出願第８の発明は、本出願第６の発
明又は本出願第７の発明のステンシルマスク形成方法に
おいて、特定のエッチング液を水酸化カリウム溶液と
し、不純物をボロンとすることを特徴とする。
明又は本出願第７の発明のステンシルマスク形成方法に
おいて、特定のエッチング液を水酸化カリウム溶液と
し、不純物をボロンとすることを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態のステ
ンシルマスク及びステンシルマスクの形成方法につき、
図１を参照して説明する。図１は本実施形態のステンシ
ルマスクの形成方法の工程断面図である。
ンシルマスク及びステンシルマスクの形成方法につき、
図１を参照して説明する。図１は本実施形態のステンシ
ルマスクの形成方法の工程断面図である。
【００２９】図１に示すように、本実施形態のステンシ
ルマスクの形成に用いられるウエハは、パターン形成側
となる第一のシリコン基板（パターン形成側シリコン基
板１）と、支持台側となる第二のシリコン基板（支持台
側シリコン基板２）とから構成される。支持台側シリコ
ン基板２は不純物としてボロンを含むものを選択する。
支持台側シリコン基板２には、ＣＺウエハ（引き上げ結
晶）を用いるとコスト安となって良い。まず、ステンシ
ルマスクの形成方法につき説明する。
ルマスクの形成に用いられるウエハは、パターン形成側
となる第一のシリコン基板（パターン形成側シリコン基
板１）と、支持台側となる第二のシリコン基板（支持台
側シリコン基板２）とから構成される。支持台側シリコ
ン基板２は不純物としてボロンを含むものを選択する。
支持台側シリコン基板２には、ＣＺウエハ（引き上げ結
晶）を用いるとコスト安となって良い。まず、ステンシ
ルマスクの形成方法につき説明する。
【００３０】［絶縁膜形成工程・不純物注入工程（図１
（ａ））］ （絶縁膜形成工程）パターン形成側シリコン基板１の張
り合わせ面にはＳｉＯ２等のシリコン絶縁膜１１を成膜
する。成膜はＣＶＤ法等によりＳｉＯ２等の化合物をシ
リコン基板上に堆積・被着させるか又は熱酸化法等によ
りをシリコン基板自体を酸化させるかして行う。 （不純物注入工程）支持台側シリコン基板２の張り合わ
せ面にはボロンをイオン注入し、高濃度ボロンシリコン
層２１を形成する。このときバルク層を低濃度ボロンシ
リコン層２２とする。
（ａ））］ （絶縁膜形成工程）パターン形成側シリコン基板１の張
り合わせ面にはＳｉＯ２等のシリコン絶縁膜１１を成膜
する。成膜はＣＶＤ法等によりＳｉＯ２等の化合物をシ
リコン基板上に堆積・被着させるか又は熱酸化法等によ
りをシリコン基板自体を酸化させるかして行う。 （不純物注入工程）支持台側シリコン基板２の張り合わ
せ面にはボロンをイオン注入し、高濃度ボロンシリコン
層２１を形成する。このときバルク層を低濃度ボロンシ
リコン層２２とする。
【００３１】［基板張り合わせ工程・基板研磨工程（図
１（ｂ）］ （基板張り合わせ工程）次に、シリコン絶縁膜１１の表
面と高濃度ボロンシリコン層２１とを接合して、熱処理
を行い、パターン形成側シリコン基板１と支持台側シリ
コン基板２とを張り合わせＳＯＩ基板を得る。 （基板研磨工程）次に、パターン形成側シリコン基板１
の表面を研磨加工して薄膜化する。研磨加工は機械研
磨、化学機械研磨等の一般のポリッシング技術によって
行う。 ［マスクパターン形成工程（図１（ｃ））］パターン形
成側シリコン基板１の表面上にリソグラフィー技術を用
いてレジストパタ−ン（図示せず）を形成する。さら
に、このレジストパタ−ンをマスクとして、ドライエッ
チング法によりパターン形成側シリコン基板１のシリコ
ン層（パターン形成側シリコン基板１のうちシリコン絶
縁膜１１を除く層）１０をエッチングしてパターンを形
成し、マスクバターン３を精度よく加工する。
１（ｂ）］ （基板張り合わせ工程）次に、シリコン絶縁膜１１の表
面と高濃度ボロンシリコン層２１とを接合して、熱処理
を行い、パターン形成側シリコン基板１と支持台側シリ
コン基板２とを張り合わせＳＯＩ基板を得る。 （基板研磨工程）次に、パターン形成側シリコン基板１
の表面を研磨加工して薄膜化する。研磨加工は機械研
磨、化学機械研磨等の一般のポリッシング技術によって
行う。 ［マスクパターン形成工程（図１（ｃ））］パターン形
成側シリコン基板１の表面上にリソグラフィー技術を用
いてレジストパタ−ン（図示せず）を形成する。さら
に、このレジストパタ−ンをマスクとして、ドライエッ
チング法によりパターン形成側シリコン基板１のシリコ
ン層（パターン形成側シリコン基板１のうちシリコン絶
縁膜１１を除く層）１０をエッチングしてパターンを形
成し、マスクバターン３を精度よく加工する。
【００３２】［バックエッチング工程（図１（ｄ））］
このＳＯＩ基板の両面にＳｉＮ等の保護膜（図示せず）
を形成し、支持台側シリコン基板２の裏面の保護膜上に
リソグラフィー技術を用いてレジストパタ−ンを形成す
る。このレジストパターンをマスクとして裏面の保護膜
のエッチングを行い、支持台側シリコン基板２の裏面を
選択的に露出させる。さらに、このパタ−ンが刻まれた
裏面の保護膜をマスクとして、支持台側シリコン基板２
をＫＯＨ溶液等のアルカリ溶液で裏面からエッチングし
てシリコン絶縁膜１１の裏面を露出させる。このとき、
まずはじめに低濃度ボロンシリコン層２２がエッチング
され、さらに高濃度ボロンシリコン層２１がエッチング
される。低濃度ボロンシリコン層２２のボロン濃度が比
較的不均一であるがためにエッチンレートにバラツキが
生じても、高濃度ボロンシリコン層２１の働きによりエ
ッチングレートのバラツキが抑えられ、均一化が図られ
る。シリコン絶縁膜１１はＫＯＨ溶液等のアルカリ溶液
によるエッチングを抑止する機能を有する。 ［絶縁膜エッチング工程（図１（ｅ））］次に、シリコ
ン絶縁膜をエッチングして、マスクパターン３を貫通さ
せる。その後、両面の保護膜をすべて除去し、図１
（ｅ）に示されるような本実施形態のステンシルマスク
が得られる。
このＳＯＩ基板の両面にＳｉＮ等の保護膜（図示せず）
を形成し、支持台側シリコン基板２の裏面の保護膜上に
リソグラフィー技術を用いてレジストパタ−ンを形成す
る。このレジストパターンをマスクとして裏面の保護膜
のエッチングを行い、支持台側シリコン基板２の裏面を
選択的に露出させる。さらに、このパタ−ンが刻まれた
裏面の保護膜をマスクとして、支持台側シリコン基板２
をＫＯＨ溶液等のアルカリ溶液で裏面からエッチングし
てシリコン絶縁膜１１の裏面を露出させる。このとき、
まずはじめに低濃度ボロンシリコン層２２がエッチング
され、さらに高濃度ボロンシリコン層２１がエッチング
される。低濃度ボロンシリコン層２２のボロン濃度が比
較的不均一であるがためにエッチンレートにバラツキが
生じても、高濃度ボロンシリコン層２１の働きによりエ
ッチングレートのバラツキが抑えられ、均一化が図られ
る。シリコン絶縁膜１１はＫＯＨ溶液等のアルカリ溶液
によるエッチングを抑止する機能を有する。 ［絶縁膜エッチング工程（図１（ｅ））］次に、シリコ
ン絶縁膜をエッチングして、マスクパターン３を貫通さ
せる。その後、両面の保護膜をすべて除去し、図１
（ｅ）に示されるような本実施形態のステンシルマスク
が得られる。
【００３３】本実施形態のステンシルマスクは、図１
（ｅ）に示されるように、支持台４の下端から上方へ向
けて順に、低濃度ボロンシリコン層２２、高濃度ボロン
シリコン層２１、シリコン絶縁膜１１、マスクパターン
を形成するシリコン層１０と積層している。支持台４は
シリコン絶縁膜１１、高濃度ボロンシリコン層２１及び
低濃度ボロンシリコン層２２により構成される。
（ｅ）に示されるように、支持台４の下端から上方へ向
けて順に、低濃度ボロンシリコン層２２、高濃度ボロン
シリコン層２１、シリコン絶縁膜１１、マスクパターン
を形成するシリコン層１０と積層している。支持台４は
シリコン絶縁膜１１、高濃度ボロンシリコン層２１及び
低濃度ボロンシリコン層２２により構成される。
【００３４】以上のステンシルマスク及びステンシルマ
スク形成方法は本発明の一例に過ぎない。上記マスクパ
ターン形成工程より先に、バックエッチング工程を行
い、マスクパターン形成工程において、パターン形成側
シリコン基板１のシリコン層及びシリコン絶縁膜１１を
エッチングしてパターンを貫通させても良い。この場
合、上記絶縁膜エッチング工程は不要となる。またこの
場合、支持台４は高濃度ボロンシリコン層２１及び低濃
度ボロンシリコン層２２により構成される。また、絶縁
膜形成工程の代わりに、パターン形成側シリコン基板１
の張り合わせ面に、ボロンをイオン注入し、高濃度ボロ
ンシリコン層２１よりも大幅に高濃度のボロン注入層を
形成する工程を行い、かかるボロン注入層をシリコン絶
縁膜１１の代わりとして機能させても良い。
スク形成方法は本発明の一例に過ぎない。上記マスクパ
ターン形成工程より先に、バックエッチング工程を行
い、マスクパターン形成工程において、パターン形成側
シリコン基板１のシリコン層及びシリコン絶縁膜１１を
エッチングしてパターンを貫通させても良い。この場
合、上記絶縁膜エッチング工程は不要となる。またこの
場合、支持台４は高濃度ボロンシリコン層２１及び低濃
度ボロンシリコン層２２により構成される。また、絶縁
膜形成工程の代わりに、パターン形成側シリコン基板１
の張り合わせ面に、ボロンをイオン注入し、高濃度ボロ
ンシリコン層２１よりも大幅に高濃度のボロン注入層を
形成する工程を行い、かかるボロン注入層をシリコン絶
縁膜１１の代わりとして機能させても良い。
【００３５】
【発明の効果】上述のように本発明は、ステンシルマス
クのバックエッチングにおけるエッチングレートのウエ
ハ面内均一性を向上させ、ステンシルマスクのパターン
位置精度を向上するすることができるという効果があ
る。
クのバックエッチングにおけるエッチングレートのウエ
ハ面内均一性を向上させ、ステンシルマスクのパターン
位置精度を向上するすることができるという効果があ
る。
【図１】 本発明の一実施形態のステンシルマスクの形
成方法の工程断面図である。
成方法の工程断面図である。
【図２】 従来のステンシルマスク形成方法の工程断
面図である。
面図である。
【図３】 従来の他のステンシルマスク形成方法の工
程断面図である。
程断面図である。
１ パターン形成側シリコン基板 ２ 支持台側シリコン基板 ３ マスクパターン ４ 支持台 １１ シリコン絶縁膜 ２１ 高濃度ボロンシリコン層 ２２ 低濃度ボロンシリコン層
Claims (8)
- 【請求項１】 マスクパターン形成層と、前記マスク
パターン形成層の下部の所定位置に連続して形成された
支持台とを備えるステンシルマスクにおいて、前記支持
台の下端から上方へ向けて、特定のエッチング液に対す
るエッチングレートが比較的高いシリコン層から比較的
低いシリコン層へと積層される３層以上のシリコン層
と、前記３層以上のシリコン層の上に積層される他のシ
リコン層とを備え、少なくとも下端から２層は前記支持
台を構成し、少なくとも最上部の層は前記マスクパター
ンを構成することを特徴とするステンシルマスク。 - 【請求項２】 マスクパターン形成層と、前記マスクパ
ターン形成層の下部の所定位置に連続して形成された支
持台とを備えるステンシルマスクにおいて、前記支持台
の下端から上方へ向けて、不純物の濃度が比較的低いシ
リコン層から比較的高いシリコン層へと積層される３層
以上のシリコン層と、前記３層以上のシリコン層の上に
積層される他のシリコン層とを備え、前記不純物は特定
のエッチング液に対するシリコン層のエッチングレート
を高濃度になるほど低下させる性質を有し、少なくとも
下端から２層は前記支持台を構成し、少なくとも最上部
の層は前記マスクパターンを構成することを特徴とする
ステンシルマスク。 - 【請求項３】 マスクパターン形成層と、前記マスクパ
ターン形成層の下部の所定位置に連続して形成された支
持台とを備えるステンシルマスクにおいて、前記支持台
の下端から上方へ向けて、以下のからの順序で積層
するシリコン層を備え、下記不純物は特定のエッチング
液に対するシリコン層のエッチングレートを高濃度にな
るほど低下させる性質を有し、前記エッチング溶液はシ
リコン絶縁物を溶解することはほぼ不能であり、少なく
とも下端から２層は前記支持台を構成し、少なくとも最
上部の層は前記マスクパターンを構成することを特徴と
するステンシルマスク。 不純物濃度の比較的低いシリコンバルク層 不純物濃度の比較的高いシリコンエピタキシャル層若
しくはイオン注入層（２層以上設ける場合には上の層ほ
ど不純物濃度を高く設定する。） シリコン絶縁物層 他のシリコン層 - 【請求項４】 不純物をボロンとすることを特徴とする
請求項２又は請求項３に記載のステンシルマスク。 - 【請求項５】 第一のシリコン基板に絶縁膜を成膜し、
第二のシリコン基板に、特定のエッチング液に対するエ
ッチングレートが第二のシリコン基板より低いシリコン
層（以下、低エッチングレートシリコン層という。）を
形成し、前記絶縁膜の表面と低エッチングレートシリコ
ン層の表面とを張り合わせＳＯＩ基板を構成する工程
と、前記ＳＯＩ基板を構成する第一のシリコン基板のシ
リコン層又はシリコン層及び前記絶縁膜を選択エッチン
グしてマスクパターンを形成する第一の工程と、前記特
定のエッチング液により、前記ＳＯＩ基板を構成する第
二のシリコン基板を選択エッチングしてステンシルマス
クの支持台を形成する第二の工程とを備えることを特徴
とするステンシルマスクの形成方法。 - 【請求項６】 第一のシリコン基板に絶縁膜を成膜し、
第二のシリコン基板に、第二のシリコン基板より不純物
濃度の高いシリコン層を形成し、前記絶縁膜の表面と前
記不純物濃度の高いシリコン層の表面とを張り合わせＳ
ＯＩ基板を構成する工程と、前記ＳＯＩ基板を構成する
第一のシリコン基板のシリコン層又はシリコン層及び前
記絶縁膜を選択エッチングしてマスクパターンを形成す
る第一の工程と、前記特定のエッチング液により、前記
ＳＯＩ基板を構成する第二のシリコン基板を選択エッチ
ングしてステンシルマスクの支持台を形成する第二の工
程とを備え、前記不純物は特定のエッチング液に対する
シリコン層のエッチングレートを高濃度になるほど低下
させる性質を有することを特徴とするステンシルマスク
の形成方法。 - 【請求項７】 第一のシリコン基板に絶縁膜を成膜し、
第二のシリコン基板に、第二のシリコン基板より不純物
濃度の高いシリコン層をエピタキシャル成長又はイオン
注入によって形成し、前記絶縁膜の表面と前記不純物濃
度の高いシリコン層の表面とを張り合わせＳＯＩ基板を
構成する工程と、前記ＳＯＩ基板を構成する第一のシリ
コン基板のシリコン層又はシリコン層及び前記絶縁膜を
選択エッチングしてマスクパターンを形成する第一の工
程と、前記特定のエッチング液により、前記ＳＯＩ基板
を構成する第二のシリコン基板を選択エッチングしてス
テンシルマスクの支持台を形成する第二の工程とを備
え、前記不純物は特定のエッチング液に対するシリコン
層のエッチングレートを高濃度になるほど低下させる性
質を有することを特徴とするステンシルマスクの形成方
法。 - 【請求項８】 特定のエッチング液を水酸化カリウム溶
液とし、不純物をボロンとすることを特徴とする請求項
６又は請求項７に記載のステンシルマスク形成方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28354599A JP3339477B2 (ja) | 1999-10-04 | 1999-10-04 | ステンシルマスク及びステンシルマスクの形成方法 |
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| US09/678,101 US6468701B1 (en) | 1999-10-04 | 2000-10-04 | Stencil mask and method of forming the same |
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|---|---|---|---|
| JP28354599A JP3339477B2 (ja) | 1999-10-04 | 1999-10-04 | ステンシルマスク及びステンシルマスクの形成方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001109136A true JP2001109136A (ja) | 2001-04-20 |
| JP3339477B2 JP3339477B2 (ja) | 2002-10-28 |
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|---|---|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007273665A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Dainippon Printing Co Ltd | モールド及びモールドの作製方法 |
| JP2010050433A (ja) * | 2008-07-24 | 2010-03-04 | Toppan Printing Co Ltd | 転写マスクの製造方法 |
| DE10121181B4 (de) * | 2001-04-30 | 2014-12-04 | Infineon Technologies Ag | Stencilmaske für Hoch- und Ultrahochenergieimplantation und Verfahren zur Herstellung dieser Stencilmaske |
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|---|---|---|---|---|
| JP2002203806A (ja) * | 2000-10-31 | 2002-07-19 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法、ステンシルマスク及びその製造方法 |
| JP4220229B2 (ja) * | 2002-12-16 | 2009-02-04 | 大日本印刷株式会社 | 荷電粒子線露光用マスクブランクスおよび荷電粒子線露光用マスクの製造方法 |
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| JPH1020095A (ja) | 1996-06-27 | 1998-01-23 | Nikon Corp | 多層膜ｘ線ハーフミラーの製造方法 |
| JPH10260523A (ja) | 1997-03-18 | 1998-09-29 | Nikon Corp | シリコンステンシルマスクの製造方法 |
| JPH11162823A (ja) * | 1997-12-01 | 1999-06-18 | Nikon Corp | マスク作製用部材、マスク及びそれらの製造方法 |
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-
1999
- 1999-10-04 JP JP28354599A patent/JP3339477B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-10-04 KR KR10-2000-0058065A patent/KR100366748B1/ko not_active IP Right Cessation
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- 2000-10-08 CN CN00129585A patent/CN1290957A/zh active Pending
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|---|---|---|---|
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