JP2009231465A - ステンシルマスク - Google Patents

Abstract

【課題】 耐熱性を保持するとともにステンシルマスクを固定するときに破損しにくいステンシルマスクを提供する。
【解決手段】 ステンシルマスク１００は、枠８と、枠８によって展開されている薄層２と、薄層２の表面の一部に形成されている厚層１２を備えている。厚層１２が積層されていない範囲の薄層２には、開口１０が形成されている。ステンシルマスク１００を平面視したときの中心１１から枠８の内側８ａに至る任意の線分Ｄ２に沿って薄層２と厚層１２ａの積層を断面視したときに、その断面の重心位置Ｇ２が線分Ｄ２の中点Ｇ１よりも枠８側に位置している。ステンシルマスク１００では、厚層１２によって耐熱性が保持されるとともに、ステンシルマスク１００を固定するときに、衝撃加速度によって生じるマスクの撓みが低減される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、荷電粒子の照射範囲を規制するステンシルマスクに関する。特に、枠と、その枠によって展開されている薄層と、薄層の表面の一部に積層されている厚層を備えているステンシルマスクに関する。

半導体装置の製造過程では、被処理基板の表面の所定領域に荷電粒子を照射する一方において、所定領域以外の範囲には荷電粒子の照射を規制する処理が必要とされる。一般的に、この種の処理では、半導体基板の表面に被覆膜を形成し、その被覆膜に開口を形成し、その開口から半導体基板の表面に不純物を導入する方法を利用することが多い。この方法では、半導体基板の表面に被覆膜を形成する工程、被覆膜に開口を形成する工程、被覆膜を除去する工程等を必要とする。そのため、製造に要する工程数が多くなる。この問題を解決するために、ステンシルマスクの開発が進められている。

ステンシルマスクとは、開口が予め形成されている遮蔽部材のことをいう。ステンシルマスクを用いる方法では、半導体基板の上方にステンシルマスクを固定し、次にステンシルマスク越しに半導体基板の表面に向けて荷電粒子を照射する。ステンシルマスクは、複数の半導体基板に対して繰返し利用される。ステンシルマスクを利用すれば、半導体基板の表面に被覆膜を形成し、その被覆膜に開口を形成し、被覆膜を除去する工程を省略することができる。このため、その半導体装置の製造に要する工程数を大幅に削減することができる。

ステンシルマスクは一般的に、枠と、枠によって展開されている薄い扁平な薄層で構成されている。薄層には、荷電粒子の通過を許容する開口が形成されている。開口は荷電粒子の照射パターンに対応する形状で形成されている。
近年、半導体装置の小型化に伴い、ステンシルマスクの小型化が求められている。そのため、薄層をさらに薄く形成することが求められている。薄層が荷電粒子に晒されると、薄層が発熱する。薄層を薄く形成してゆくと、荷電粒子の照射時に薄層が熱変形しやすくなってしまう。

特許文献１に、熱変形しにくいステンシルマスクの従来例が記載されている。図９の（ａ）にそのステンシルマスク４５０の断面図を示す。図９の（ｂ）に、そのステンシルマスク４５０の一部の上視図を示す。図９（ａ）は、図９（ｂ）におけるIX−IX断面を含む断面図を示したものである。図９（ｂ）は、図９（ａ）における範囲Ｄ３の上視図を示したものである。
ステンシルマスク４５０は、枠１５８と、枠１５８によって展開されている薄層１５２と、薄層１５２の表面の一部に積層されている厚層１６２を備えている。枠１５８と薄層１５２と厚層１６２は単結晶シリコンで形成されている。厚層１６２が積層されていない範囲の薄層１５２には、荷電粒子の通過を許容する開口１６０が形成されている。図示１５２ａは、薄層１５２の側壁を示す。図示１６２ａは、厚層１６２の側壁を示す。範囲Ｄ３は、枠１５８の内側に位置する範囲を示している。荷電粒子は図９（ａ）に示す断面図において、上方から照射される。

ステンシルマスク４５０では、厚層１６２の側壁１６２ａが、薄層１５２の側壁１５２ａに蓄積される熱を外部に伝熱する効果を有しており、薄層１５２の側壁１５２ａの温度が上昇するのを抑制する。ステンシルマスク４５０では、薄層１５２の表面の一部に厚層１６２が積層されていることによって、荷電粒子の照射時に熱変形しにくい。ステンシルマスク４５０では、ステンシルマスクの耐熱性が向上している。

特開２００６−２８７００５号公報

荷電粒子の照射時やステンシルマスクの搬送時などでは、ステンシルマスクの枠の一部が固定用冶具によって固定されることがある。ステンシルマスクを固定するときには、固定用冶具から枠を伝ってステンシルマスクへ衝撃加速度が発生する。この衝撃加速度がマスクの破損加速度の許容範囲を超えた場合、ステンシルマスクが破損してしまう。
従来のステンシルマスク４５０では、耐熱性の向上を実現したものの、厚層が薄層の表面の大部分に積層されているため、ステンシルマスクを固定するときに薄層に加わる内部応力が大きく、ステンシルマスクが破損しやすいことが判明した。

本発明は、上記の課題を解決するために提案された。すなわち、本発明は、耐熱性を保持するとともにステンシルマスクを固定するときに破損しにくいステンシルマスクを提供することを目的とする。

本発明は、荷電粒子の照射範囲を規制するステンシルマスクに関する。
本発明のステンシルマスクは、枠と、枠によって展開されている薄層と、薄層の表面の一部に積層されている厚層を備えている。厚層は複数形成されていてもよい。
本発明のステンシルマスクは、厚層が積層されていない範囲の薄層に、荷電粒子の通過を許容する開口が形成されている。開口は、開口範囲内を複数の微細な梁が網目状に繋がっているメッシュ構造をしていてもよい。

本発明の第１態様のステンシルマスクは、ステンシルマスクを平面視したときの中心（以下、ステンシルマスクの中心と記載する）から枠の内側に至る任意の線分（以下、線分と記載する）に沿って薄層と厚層の積層を断面視したときに、断面の重心位置が線分の中点よりも枠側に位置している。

本発明のステンシルマスクによると、上記の断面において、ステンシルマスクの中心側がステンシルマスクの枠側に比べて軽くなるように厚層が積層されている。このような配置で厚層が積層されていると、上記の断面において、薄層の表面の略全面に厚層が積層されている場合に比べてステンシルマスクの中心側が撓みにくい。その結果、ステンシルマスクの枠の一部を固定用冶具で固定するときに、衝撃加速度によって生じるステンシルマスクの撓みが低減される。厚層によって耐熱性が保持されるとともに、ステンシルマスクを固定するときに発生する衝撃加速度によるステンシルマスクの破損が抑制される。

本発明のステンシルマスクでは、比重の異なる複数種類の材料で厚層が構成されているために、断面の重心位置が線分の中点よりも枠側に位置していることが好ましい。例えば、ステンシルマスクの中心側に積層されている厚層を、ステンシルマスクの枠側に積層されている厚層よりも比重の小さい材料で形成する。厚層を構成する材料は限定されない。また、厚層の一部に比重の異なる材料が充填されていてもよい。上記のステンシルマスクによると、厚層の大部分がステンシルマスクの中心側に積層されていても、断面の重心位置が線分の中点よりも枠側に位置するようにすることができる。厚層をステンシルマスクの中心近傍にまで積層することができるため、ステンシルマスクの中心近傍でも熱変形が起こりにくい。ステンシルマスクを固定するときに発生する衝撃加速度に対して破損しにくく、かつステンシルマスクの中心側でも熱変形しにくいステンシルマスクを実現することができる。

本発明のステンシルマスクでは、厚層に欠肉部が形成されているために、断面の重心位置が線分の中点よりも枠側に位置していることが好ましい。欠肉部は、厚層の一部が刳り貫かれた状態であってもよいし、厚層の一部が欠落して薄層が露出している状態であってもよい。上記のステンシルマスクによると、厚層の大部分がステンシルマスクの中心側に積層されていても、断面の重心位置が線分の中点よりも枠側に位置するようにすることができる。ステンシルマスクの中心近傍でも熱変形が起こりにくい。ステンシルマスクを固定するときに発生する衝撃加速度に対して破損しにくく、かつステンシルマスクの中心側でも熱変形しにくいステンシルマスクを実現することができる。

本発明のステンシルマスクでは、厚層の少なくとも一部が、薄層よりも比熱の高い材料で形成されていることが好ましい。厚層の耐熱性を高めることができる。ステンシルマスクを固定するときの衝撃加速度に対して破損しにくく、かつ熱変形しにくいステンシルマスクを実現することができる。

本発明の第２の態様は、固定用治具に固定して用いるとともに荷電粒子の照射範囲を規制するステンシルマスクに関する。例えば、荷電粒子の照射時に固定用冶具に固定されるステンシルマスクや、ステンシルマスクの搬送時に固定用冶具に固定されるステンシルマスクに関する。ステンシルマスクが固定されるときには、枠の一部が固定される。
本発明の第２態様のステンシルマスクは、枠と、枠によって展開されている薄層と、薄層の表面の一部に積層されている厚層を備えている。厚層は複数形成されていてもよい。
本発明の第２態様のステンシルマスクでは、厚層が積層されていない範囲の薄層に、荷電粒子の通過を許容する開口が形成されている。開口は、開口範囲内を複数の微細な梁が網目状に繋がっているメッシュ構造をしていてもよい。
本発明の第２態様のステンシルマスクでは、枠のうちの固定用治具に固定される部位に、枠よりも硬度が低い緩衝層が形成されている。緩衝層の材料や厚みは限定されない。

本発明の第２態様のステンシルマスクによると、ステンシルマスクを固定するときに、枠と固定用冶具の間に緩衝層を介してステンシルマスクが固定される。緩衝層は枠よりも硬度が低い材料で形成されているため、ステンシルマスクを固定するときに発生する衝撃加速度の一部が緩衝層によって吸収される。その結果、ステンシルマスクを固定するときに枠に伝わる衝撃加速度が低減される。厚層によって耐熱性が保持されるとともに、ステンシルマスクを固定するときの衝撃加速度に対して破損しにくいステンシルマスクを実現することができる。

本発明の第２態様のステンシルマスクでは、緩衝層が導電性を有することが好ましい。ステンシルマスクに照射される荷電粒子は正の電荷を帯びている。そのため、緩衝層が厚い場合は、荷電粒子の照射後にステンシルマスクにチャージされた正電荷が、枠から固定用冶具を伝って外部へ流れないことがある。この場合、ステンシルマスク内でチャージアップが生じてしまう。緩衝層が導電性を有していると、緩衝層が厚い場合でも、ステンシルマスクにチャージされた正電荷が緩衝層を経由して外部へ流れるため、ステンシルマスク内でチャージアップが生じることがない。さらに、厚い緩衝層を形成することができるため、緩衝層によって衝撃加速度の一部を吸収する効果を高めることができる。

本発明の第３態様のステンシルマスクは、枠と、枠によって展開されている薄層と、薄層の表面の一部に積層されている厚層を備えている。厚層が積層されていない範囲の薄層に、荷電粒子の通過を許容する開口が形成されている。厚層は複数形成されていてもよい。
本発明の第３態様のステンシルマスクでは、薄層と厚層が、シリコン単結晶で形成されており、薄層の表面と厚層の表面がともに（１１１）面であることを特徴とする。

本発明の第３態様のステンシルマスクによると、薄層と厚層が、シリコン単結晶で形成されており、薄層と厚層の表面がともに（１１１）面で形成されている。シリコン単結晶では、（１１１）面のヤング率が最も小さい。ヤング率が小さいと内部応力も小さくなるため、ステンシルマスクを固定するときに発生する衝撃加速度を吸収する効果が大きい。厚層によって耐熱性が保持されるとともに、ステンシルマスクを固定するときに破損しにくいステンシルマスクを実現することができる。

本発明の第３態様のステンシルマスクでは、薄層の表面の結晶方位と厚層の表面の結晶方位が３０度の角度で交差していることが好ましい。薄層の劈開面と厚層の劈開面が一致するように厚層が積層されていると、劈開面に沿って破損しやすい。一方、薄層の劈開面と厚層の劈開面のずれが最も大きい場合、最も破損しにくい。シリコン単結晶では、面方位が（１１１）面のとき、結晶方位が３０度の角度で交差するように厚層が積層されているときに最も劈開面のずれが大きい。上記のステンシルマスクによると、薄層の劈開面と厚層の劈開面のずれが最も大きくなるように薄層の表面に厚層が積層されているため、劈開面に沿った破損が発生しにくい。厚層によって耐熱性が保持されるとともに、マスクを固定するときの衝撃加速度に対して破損しにくいステンシルマスクを実現することができる。

本発明の第４態様のステンシルマスクは、枠と、枠によって展開されている薄層と、薄層の表面の一部に積層されている厚層を備えている。厚層が積層されていない範囲の薄層に、荷電粒子の通過を許容する開口が形成されている。
本発明の他のステンシルマスクは、薄層と厚層が、シリコン単結晶で形成されており、薄層の表面と厚層の表面が、（１００）面又は（１１０）面である。さらに薄層の表面の結晶方位と厚層の表面の結晶方位が４５度の角度で交差している。

単結晶シリコンでは、面方位が（１００）面又は（１１０）面のとき、結晶方位が４５度の角度で交差しているときに最も劈開面のずれが大きい。本発明の第４態様のステンシルマスクによると、薄層の劈開面と厚層の劈開面のずれが最も大きくなるように薄層の表面に厚層が積層されているため、ステンシルマスクを固定するときに発生する衝撃加速度に対して破損しにくい。

本発明によると、耐熱性を保持するとともにステンシルマスクを固定するときに破損しにくいステンシルマスクを提供することができる。

下記に説明する実施例の好ましい特徴を列記する。
（第１特徴） 枠の表面の一部にドットパターン状の緩衝層を形成する。

（第１実施例）
図１の（ａ）に、本発明の第１実施例であるステンシルマスク１００の断面図を示す。図１の（ｂ）に、ステンシルマスク１００の一部の上視図を示す。図１（ａ）は、図１（ｂ）におけるI−I断面を含む断面図を示したものである。図１（ｂ）は、図１（ａ）における範囲Ｄ１の上視図を示したものである。
図１（ａ）に示すように、第１実施例のステンシルマスク１００は、枠８と、枠８によって展開されている薄層２と、薄層２の表面の一部に形成されている厚層１２を備えている。枠８は、シリコン酸化層４ａとシリコン単結晶層６ａで形成されている。厚層１２は、シリコン酸化層４ｂとシリコン単結晶層６ｂで形成されている。枠８は、ステンシルマスク１００の外周を一巡している。厚層１２が積層されていない範囲の薄層２の一部には、開口１０が形成されている。開口１０の範囲内には複数の微細な梁が網目状に形成されている。梁によって個々の微細な開口に分割されている。微細な開口の集合によって開口１０が形成されている。ステンシルマスクを通過した荷電粒子は梁の下方にまわりこむ。梁が微細であれば、荷電粒子の照射範囲に梁が影響しない。微細な開口の集合によって一つの開口が形成されていると説明することができる。図１（ｂ）に示すように、ステンシルマスク１００では、開口１０ａがメッシュ構造をしており、枠８の内側を一巡している。厚層１２は、ステンシルマスク１００の中心１１を対称点として対称となるように配置されている。

図示Ｄ１は、枠８の内側に位置する範囲を示す。図示Ｄ２は、ステンシルマスク１００の中心（図１（ｂ）の上視図における中心）１１から枠８の内側に至る線分（あるいは範囲）を示す。図示Ｇ１は、線分Ｄ２の中点を示す。図示Ｇ２は、範囲Ｄ２における薄層２と厚層１２の積層物の断面の重心位置を示す。断面の重心位置Ｇ２は、中点Ｇ１よりも枠８側に位置している。なお、中心１１から枠８の内側に至る任意の線分に沿って薄層２と厚層１２の積層を断面視したときも、断面の重心位置Ｇ２は、中点Ｇ１よりも枠８の内側に位置している。なお、図示はしないが、薄層２の一部には、マスクを固定するときに位置決めするための微細な開口が設けられている。

ステンシルマスク１００によると、範囲Ｄ２においてステンシルマスク１００の中心１１側が枠８側に比べて軽くなるように厚層１２が配置されている。そのため、I−I断面において、薄層２の表面の略全面に厚層１２が積層している場合に比べてステンシルマスク１００の中心１１側が撓みにくい。その結果、ステンシルマスク１００を固定するときに、衝撃加速度によって生じるマスクの撓みが低減される。厚層１２によって耐熱性が保持されるとともに、マスクを固定するときのステンシルマスク１００の破損が抑制される。

図２の（ａ）に、ステンシルマスク１００を固定して荷電粒子２０を照射する時の模式的な斜視図を示す。図２の（ｂ）に、ステンシルマスク１００を固定して荷電粒子２０を照射する時の模式的な断面図を示す。
図２（ａ）に示すように、荷電粒子２０を照射する対象となる半導体基板１４を固定する場合、第１ステージ１８の表面の一部に形成されている固定台１６に半導体基板１４を固定する。固定台１６は、静電チャックになっており、静電気力で半導体基板１４を固定することができる。第１ステージ１８は、固定台１６に固定した半導体基板１４を任意の方向へ動かすことができる。半導体基板１４の上方には、ステンシルマスク１００が固定されている。ステンシルマスク１００の上方から荷電粒子２０が照射されると、ステンシルマスク１００の開口１０を荷電粒子２０が通過し、半導体基板１４上の所定の範囲に照射される。ステンシルマスク１００によって遮蔽された荷電粒子２０は、半導体基板１４上には照射されない。なお、図２（ａ）では簡略化のため、ステンシルマスク１００の枠８や厚層１２は図示していない。

図２（ｂ）に示すように、ステンシルマスク１００を固定する場合、ステンシルマスク１００の枠８の一部を固定用冶具２６で固定する。このとき、ステンシルマスク１００の位置決め用開口１０ａの位置が半導体基板１４のアライメントマーク２８の位置と上下で一致するように位置決めしてから固定する。固定用冶具２６は、チャック部２４と第２ステージ２２を備えている。チャック部２４は、静電チャックになっており、静電気力でステンシルマスク１００の枠８の一部を固定することができる。第２ステージ２２は、水平面内で可動であり、固定したステンシルマスク１００を水平面内の任意の方向へ動かすことができる。また、第２ステージ２２は、内部に冷却水循環路を備えており、荷電粒子２０の照射時に昇温したチャック部２４を冷却する。

（第２実施例）
図３の（ａ）に、本発明の第２実施例であるステンシルマスク１５０の断面図を示す。図３の（ｂ）に、ステンシルマスク１５０の一部の上視図を示す。図３（ａ）は、図３（ｂ）におけるIII−III断面を含む断面図を示したものである。図３（ｂ）は、図３（ａ）における範囲Ｄ１の上視図を示したものである。
図３（ａ）に示すように、第２実施例のステンシルマスク１５０は、枠３８と、枠３８によって展開されている薄層３２と、薄層３２の表面の一部に形成されている厚層４２を備えている。枠３８は、ステンシルマスク１００の枠８と同様であるため、説明を省略する。厚層４２は、シリコン酸化層３４ｂとシリコン単結晶層３６ｂとシリコン酸化層３４ｃと球形シリカの充填層３９で形成されている。球形シリカの充填層３９は厚層４２の一部に形成されている。球形シリカの充填層３９の表面は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によって形成されたシリコン酸化層３４ｃでキャッピングされている。枠３８は、ステンシルマスク１５０の外周部を一巡している。厚層４２が積層されていない範囲の薄層３２の一部には、開口４０ａと開口４０ｂが形成されている。図示Ｄ１は、枠３８の内側に位置する領域を示す。図示Ｄ２は、ステンシルマスク１５０の中心（図３（ｂ）の上視図の中心）４１から枠３８の内側に至る線分（あるいは範囲）を示す。図示Ｇ１は、線分Ｄ２の中点を示す。図示Ｇ３は、範囲Ｄ２における薄層３２と厚層４２の積層物の断面の重心位置を示す。図示Ｇ４は、球形シリカの充填層３９が全てシリコン単結晶層であると仮定したときの、範囲Ｄ２における前記断面の重心位置を示す。断面の重心位置Ｇ３は、中点Ｇ１よりも枠３８側に位置している。

球形シリカの充填層３９はシリコン単結晶層３６ｂが積層されている部分に比べて比重が小さい。そのため、ステンシルマスク１５０によると、断面の重心Ｇ３の位置が、球形シリカの充填層３９が全て単結晶シリコン層であると仮定したときの断面の重心位置Ｇ４に比べて、中点Ｇ１よりも枠３８側に位置している。厚層４２をステンシルマスクの中心４１近傍にまで積層することができる。ステンシルマスク１５０では、ステンシルマスクを固定するときに発生する衝撃加速度に対して破損しにくく、かつステンシルマスクの中心１１側でも熱変形しにくい。

（第３実施例）
図４の（ａ）に、本発明の第３実施例であるステンシルマスク２００の断面図を示す。図４の（ｂ）に、ステンシルマスク２００の一部の上視図を示す。図４（ａ）は、図４（ｂ）におけるIV−IV断面を含む断面図を示したものである。図４（ｂ）は、図４（ａ）における範囲Ｄ１の上視図を示したものである。
ステンシルマスク２００は、枠５８と、枠５８によって展開されている薄層５２と、薄層５２の表面の一部に形成されている厚層６２を備えている。枠５８は、シリコン酸化層５４ａとシリコン単結晶層５６ａで形成されている。薄層５２はシリコン単結晶で形成されている。厚層６２は、シリコン酸化層５４ｂとシリコン単結晶層５６ｂで形成されている。厚層６２の一部は刳り貫かれており、欠肉部６２ａが形成されている。図示Ｄ１は、枠８の内側に位置する領域を示す。図示Ｄ２は、ステンシルマスク２００の中心から枠５８の内側に至る線分（あるいは範囲）を示す。図示Ｇ１は、線分Ｄ２の中点を示す。図示Ｇ５は、範囲Ｄ２の断面の重心位置を示す。図示Ｇ６は、厚層６２に欠肉部６２ａが形成されていないと仮定したときの、範囲Ｄ２における断面の重心位置を示す。仮定した断面の重心位置Ｇ６は、中点Ｇ１よりも枠５８側に位置している。

ステンシルマスク２００によると、厚層の一部に欠肉部６２ａが形成されているため、断面の重心位置Ｇ５が、厚層６２に欠肉部６２ａが形成されていないと仮定したときの断面の重心位置Ｇ６に比べて枠５８側に位置している。その結果、重心位置Ｇ５は中点Ｇ１よりも枠５８側に位置している。厚層６２をステンシルマスクの中心６１近傍にまで積層することができる。ステンシルマスク２００では、ステンシルマスクを固定するときに発生する衝撃加速度に対して破損しにくく、かつステンシルマスクの中心６１側でも熱変形しにくい。

（第４実施例）
図５に、本発明の第４実施例であるステンシルマスク２５０が固定されているときの一部断面図を示す。
ステンシルマスク２５０は、枠７８と、枠７８によって展開されている薄層７２と、薄層７２の表面の一部に形成されている厚層８２を備えている。枠７８は、シリコン酸化層７４ａとシリコン単結晶層７６ａで形成されている。厚層８２は、シリコン酸化層７４ｂとシリコン単結晶層７６ｂで形成されている。薄層７２はシリコン単結晶で形成されている。厚層８２が積層されていない範囲の薄層７２に、荷電粒子の通過を許容する開口８０が形成されている。枠７８の表面の一部には緩衝層７９が形成されている。緩衝層７９は、単結晶シリコンより柔らかいアルミニウムで形成されている。アルミニウムはペースト状の材料を用い、スクリーン印刷やインクジェット印刷などを用いて塗布する。図示８１は、ステンシルマスク２５０の枠７８の一部を固定している固定用冶具のチャック部を示す。ステンシルマスク２５０は、枠７８とチャック部８１の間に緩衝層７９を介して固定されている。

ステンシルマスク２５０によると、枠７８をチャック部８１に固定するときに、衝撃加速度の一部が緩衝層７９によって吸収される。枠７８に伝わる衝撃加速度が低減されるため、ステンシルマスクを固定するときに発生する衝撃加速度に対して破損しにくい。ステンシルマスク２５０では、厚層８２によって耐熱性が保持されるとともに、ステンシルマスクを固定するときに発生する衝撃加速度によるステンシルマスクの破損が抑制される。

（第５実施例）
図６に、本発明の第５実施例であるステンシルマスク３００が固定されているときの一部断面図を示す。
ステンシルマスク３００は、枠７８と、枠７８によって展開されている薄層７２と、薄層７２の表面の一部に形成されている厚層８２を備えている。枠７８と厚層８２の構造はステンシルマスク２５０と同様であるため説明を省略する。枠７８の表面の一部には緩衝層８９が形成されている。緩衝層８９は、ドットパターン状に形成されている。緩衝層８９は、シリコン単結晶より柔らかい導電性樹脂で形成されている。導電性樹脂の比抵抗は１０Ω・ｃｍ以下であればよい。ステンシルマスク３００は、枠７８とチャック部８１の間に緩衝層８９を介して固定されている。

ステンシルマスク３００によると、枠７８をチャック部８１に固定するときに、衝撃加速度の一部が緩衝層８９によって吸収される。緩衝層８９は、ドットパターン状になっているため、水平方向に対する衝撃吸収率が大きい。ステンシルマスク３００では、厚層８２によって耐熱性が保持されるとともに、ステンシルマスクを固定するときに発生する衝撃加速度によるステンシルマスクの破損が抑制される。

（第６実施例）
図７の（ａ）に、本発明の第６実施例であるステンシルマスク３５０の断面図を示す。図７の（ｂ）に、シリコン単結晶の（１１１）面における劈開面を示す。図７の（ｃ）に、２つのシリコン単結晶層の（１１１）面を３０度の角度で交差させたときの劈開面の重なりを示す。破線は重ね合わせた層の劈開面を示す。
ステンシルマスク３５０は、枠１０８と、枠１０８によって展開されている薄層１０２と、薄層１０２の表面の一部に形成されている厚層１１２を備えている。枠１０８は、シリコン酸化層１０４ａとシリコン単結晶層１０６ａで形成されている。薄層１０２は、シリコン単結晶で形成されている。厚層１１２は、シリコン酸化層１０４ｂとシリコン単結晶層１０６ｂで形成されている。厚層１１２が積層されていない範囲の薄層１０２に、荷電粒子の通過を許容する開口１１０が形成されている。ステンシルマスク３５０では、薄層１０２の表面と厚層１１２の表面が（１１１）面であり、薄層１０２の表面の結晶方位と厚層１１２の結晶方位が３０度の角度で交差している。図７（ｃ）に示すように、単結晶シリコンでは、面方位が（１１１）面のとき、結晶方位が３０度の角度で交差するように厚層１１２が積層されているときに最も劈開面のずれが大きい。ステンシルマスク３５０は、例えば、２つのＳＯＩ基板を貼り合わせることによって形成することができる。

ステンシルマスク３５０によると、薄層１０２の表面が、シリコン単結晶におけるヤング率の最も小さい（１１１）面で形成されているため、衝撃加速度を吸収する効果が大きい。さらに、薄層１０２の劈開面と厚層１１２の劈開面のずれが最も大きくなるように薄層１０２の表面に厚層１１２が積層されているため、劈開面に沿った破損が発生しにくい。ステンシルマスク３５０では、厚層１１２によって耐熱性が保持されるとともに、ステンシルマスクを固定するときの衝撃加速度に対して破損しにくい。

（第７実施例）
図８の（ａ）に、本発明の第６実施例であるステンシルマスク４００の断面図を示す。図８の（ｂ）に、シリコン単結晶の（１００）面における劈開面を示す。図８の（ｃ）に、２つのシリコン単結晶層の（１００）面を４５度の角度で交差させたときの劈開面の重なりを示す。破線は重ね合わせた層の劈開面を示す。図８の（ｄ）に、シリコン単結晶の（１１０）面における劈開面を示す。図８の（ｅ）に、２つのシリコン単結晶層の（１１０）面を４５度の角度で交差させたときの劈開面の重なりを示す。破線は重ね合わせた層の劈開面を示す。
ステンシルマスク４００は、枠１２８と、枠１２８によって展開されている薄層１２２と、薄層１２２の表面の一部に形成されている厚層１３２を備えている。枠１２８は、シリコン酸化層１２４ａとシリコン単結晶層１２６ａで形成されている。薄層１２２は、シリコン単結晶で形成されている。厚層１３２は、シリコン酸化層１２４ｂとシリコン単結晶層１２６ｂで形成されている。厚層１３２が積層されていない範囲の薄層１２２に、荷電粒子の通過を許容する開口１３０が形成されている。ステンシルマスク３５０では、薄層１２２の表面と厚層１３２の表面が（１００）面であり、薄層１２２の表面の結晶方位と厚層１３２の結晶方位が４５度の角度で交差している。図８（ｃ）に示すように、単結晶シリコンでは、面方位が（１００）面のとき、結晶方位が４５度の角度で交差するように厚層１３２が積層されているときに最も劈開面のずれが大きい。薄層１２２の表面と厚層１３２の表面は（１１０）面であってもよい。また、薄層１２２の表面と厚層１３２の表面のうち、一方が（１００）面であり、他方が（１１０）面であってもよい。ステンシルマスク４００は、例えば、２つのＳＯＩ基板を貼り合わせることによって形成することができる。

ステンシルマスク４００によると、薄層１２２の劈開面と厚層１３２の劈開面のずれが最も大きくなるように薄層１２２の表面に厚層１３２が積層されているため、劈開面に沿った破損が発生しにくい。ステンシルマスク４００では、厚層１３２によって耐熱性が保持されるとともに、ステンシルマスクを固定するときの衝撃加速度に対して破損しにくい。

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

（ａ）は、本発明の第１実施例であるステンシルマスク１００の断面図を示す。（ｂ）は、ステンシルマスク１００の一部上視図を示す。 （ａ）は、ステンシルマスク１００を固定して荷電粒子２０を照射する時の模式的な斜視図を示す。（ｂ）は、ステンシルマスク１００を固定して荷電粒子２０を照射する時の模式的な断面図を示す。 （ａ）は、本発明の第２実施例であるステンシルマスク１５０の断面図を示す。（ｂ）は、ステンシルマスク１５０の一部上視図を示す。 （ａ）は、本発明の第３実施例であるステンシルマスク２００の断面図を示す。（ｂ）は、ステンシルマスク２００の一部上視図を示す。 本発明の第４実施例であるステンシルマスク２５０の一部断面図を示す。 本発明の第５実施例であるステンシルマスク３００の一部断面図を示す。 （ａ）は、本発明の第５実施例であるステンシルマスク３５０の断面図を示す。（ｂ）は、単結晶シリコンの（１１１）面における劈開面を示す。（ｃ）は、単結晶シリコンの（１１１）面同士を３０度の角度で交差させたときの各々の劈開面を示す。 （ａ）は、本発明の第６実施例であるステンシルマスク４００の断面図を示す。（ｂ）は、単結晶シリコンの（１００）面における劈開面を示す。（ｃ）は、単結晶シリコンの（１００）面同士を４５度の角度で交差させたときの各々の劈開面を示す。（ｄ）は、単結晶シリコンの（１１０）面における劈開面を示す。（ｅ）は、単結晶シリコンの（１１０）面同士を４５度の角度で交差させたときの各々の劈開面を示す。 （ａ）は、従来のステンシルマスク４５０の断面図を示す。（ｂ）は、ステンシルマスク４５０の一部上視図を示す。

符号の説明

２、３２、５２、７２、１０２、１２２、１５２：薄層
４ａ、４ｂ、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、５４ａ、５４ｂ、７４ａ、７４ｂ、１２４ａ、１２４ｂ：シリコン酸化層
６ａ、６ｂ、３６ａ、３６ｂ、５６ａ、５６ｂ、７６ａ、７６ｂ、１２６ａ、１２６ｂ：シリコン単結晶層
８、３８、５８、７８、１０８、１２８、１５８：枠
８ａ、３８ａ、５８ａ：枠の内側
１０、１０ａ、４０、６０、８０、１１０、１３０、１６０：開口
１１、４１、６１：ステンシルマスクの中心
１２、４２、６２、８２、１１２、１３２、１６２：厚層
６２ａ：欠肉部
１４：半導体基板
１６：固定台
１８：第１ステージ
２０：荷電粒子
２２：第２ステージ
２４、８１：チャック部
２６：固定用冶具
１０ａ：アライメントマーク
３９：球形シリカの充填層
７９、８９：緩衝層
１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０：ステンシルマスク
１５２ａ：薄層の側壁
１６２ａ：厚層の側壁

Claims (9)

1. 荷電粒子の照射範囲を規制するステンシルマスクであり、
   枠と、その枠によって展開されている薄層と、その薄層の表面の一部に積層されている厚層を備えており、
   厚層が積層されていない範囲の薄層に、荷電粒子の通過を許容する開口が形成されており、
   そのステンシルマスクを平面視したときの中心から枠の内側に至る任意の線分に沿って薄層と厚層の積層を断面視したときに、その断面の重心位置が前記線分の中点よりも枠側に位置していることを特徴とするステンシルマスク。
2. 前記厚層が、比重の異なる複数種類の材料で構成されているために、前記断面の重心位置が前記線分の中点よりも枠側に位置していることを特徴とする請求項１のステンシルマスク。
3. 前記厚層に欠肉部が形成されているために、前記断面の重心位置が前記線分の中点よりも枠側に位置していることを特徴とする請求項１のステンシルマスク。
4. 前記厚層の少なくとも一部が、前記薄層よりも比熱の高い材料で形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のステンシルマスク。
5. 固定用治具に固定して用いるとともに荷電粒子の照射範囲を規制するステンシルマスクであり、
   枠と、その枠によって展開されている薄層と、その薄層の表面の一部に積層されている厚層を備えており、
   厚層が積層されていない範囲の薄層に、荷電粒子の通過を許容する開口が形成されており、
   前記枠のうちの前記固定用治具に固定される部位に、前記枠よりも硬度が低い緩衝層が形成されていることを特徴とするステンシルマスク。
6. 前記緩衝層が導電性を有することを特徴とする請求項５のステンシルマスク。
7. 荷電粒子の照射範囲を規制するステンシルマスクであり、
   枠と、その枠によって展開されている薄層と、その薄層の表面の一部に積層されている厚層を備えており、
   前記薄層と厚層は、シリコン単結晶で形成されており、
   厚層が積層されていない範囲の薄層に、荷電粒子の通過を許容する開口が形成されており、
   前記薄層の表面と前記厚層の表面が、（１１１）面であることを特徴とするステンシルマスク。
8. 前記薄層の表面の結晶方位と前記厚層の表面の結晶方位が３０度の角度で交差していることを特徴とする請求項７のステンシルマスク。
9. 荷電粒子の照射範囲を規制するステンシルマスクであり、
   枠と、その枠によって展開されている薄層と、その薄層の表面の一部に積層されている厚層を備えており、
   前記薄層と厚層は、シリコン単結晶で形成されており、
   厚層が積層されていない範囲の薄層に、荷電粒子の通過を許容する開口が形成されており、
   前記薄層の表面と前記厚層の表面が、（１００）面又は（１１０）面であり、
   薄層の表面の結晶方位と厚層の表面の結晶方位が４５度の角度で交差していることを特徴とするステンシルマスク。

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