JP2903882B2 - ステンシルマスク形成方法 - Google Patents
ステンシルマスク形成方法Info
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体デバイスの微細
加工のための荷電粒子ビーム、電子ビームリソグラフィ
ー技術に関するものであり、特に、ステンシルマスクを
用いた縮小一括転写型電子ビームリソグラフィーにおけ
る、ステンシルマスク形成方法に関するものである。
加工のための荷電粒子ビーム、電子ビームリソグラフィ
ー技術に関するものであり、特に、ステンシルマスクを
用いた縮小一括転写型電子ビームリソグラフィーにおけ
る、ステンシルマスク形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子ビームリソグラフィー技術は、レチ
クルを用いる必要がなく、かつ微細パターン形成が可能
であることから、ＬＳＩの先行開発のツールとして用い
られている。従来、広く用いられている電子ビーム描画
方法は、電界放射型または熱電子型電子銃を用いたガウ
シアンビーム（ポイントビーム）や可変整形ビームによ
って、パターンを１つ１つ順次描画していく方法であ
り、いわゆる一筆書き法と呼ばれている。すなわち、電
子銃から発生した電子ビームを集束レンズによりレジス
ト面上で細いビームスポットに集束し、さらに偏向系に
よってビームスポットを位置制御することによって、レ
ジスト上に任意の図形を描画することができる方法であ
る。この方法では、偏向フィールド内部の歪と収差が電
気的に補正でき、制御技術次第で精度を高めることがで
きるというメリットがあり、多くの開発がなされ実用に
も供されている。例えば、Ｈ．Ｊ．Ｋｉｎｇ他 Ｊｏｕ
ｒｎａｌ Ｖａｃｕｕｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔ
ｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂ３ ｐ．１０６ （１９８５）
に示されているように、電子ビーム直接描画技術を用い
て０．５μｍ以下の微細パターンを、図形データを用い
て任意に形成することができる。しかし、一方で、この
方法では、電子ビームのスポット径が０．１〜２μｍ程
度であるために、描画パターンの大きさが小さくなると
ともに、描画すべきスポット数が膨大となり、そのた
め、処理された図形データも非常に膨大なデータ量とな
る。また、偏向系の動作周波数の限界からスポット移動
速度に限界があり、描画に要する時間が非常に長くな
り、スループットが低下するという欠点がある。
クルを用いる必要がなく、かつ微細パターン形成が可能
であることから、ＬＳＩの先行開発のツールとして用い
られている。従来、広く用いられている電子ビーム描画
方法は、電界放射型または熱電子型電子銃を用いたガウ
シアンビーム（ポイントビーム）や可変整形ビームによ
って、パターンを１つ１つ順次描画していく方法であ
り、いわゆる一筆書き法と呼ばれている。すなわち、電
子銃から発生した電子ビームを集束レンズによりレジス
ト面上で細いビームスポットに集束し、さらに偏向系に
よってビームスポットを位置制御することによって、レ
ジスト上に任意の図形を描画することができる方法であ
る。この方法では、偏向フィールド内部の歪と収差が電
気的に補正でき、制御技術次第で精度を高めることがで
きるというメリットがあり、多くの開発がなされ実用に
も供されている。例えば、Ｈ．Ｊ．Ｋｉｎｇ他 Ｊｏｕ
ｒｎａｌ Ｖａｃｕｕｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔ
ｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂ３ ｐ．１０６ （１９８５）
に示されているように、電子ビーム直接描画技術を用い
て０．５μｍ以下の微細パターンを、図形データを用い
て任意に形成することができる。しかし、一方で、この
方法では、電子ビームのスポット径が０．１〜２μｍ程
度であるために、描画パターンの大きさが小さくなると
ともに、描画すべきスポット数が膨大となり、そのた
め、処理された図形データも非常に膨大なデータ量とな
る。また、偏向系の動作周波数の限界からスポット移動
速度に限界があり、描画に要する時間が非常に長くな
り、スループットが低下するという欠点がある。
【０００３】そこで、最近、これらの欠点を解決するた
めに、ＬＳＩチップのパターンを全て、一筆書きのよう
に描画するのではなく、部分的な繰り返しパターンをマ
スクを用いて一括転写を行う縮小転写方法が考え出され
た。すなわち、ＬＳＩパターンの繰り返し領域を小領域
の部分パターンに分解し、このパターンをステンシルマ
スクに形成し、このマスクを用いて順次パターンを転写
していく方法である。しかし、この方法は、スループッ
トが非常に早くなることが予想されるが、用いるステン
シルマスクの形成が非常に困難である。例えば、現在考
えられているステンシルマスク加工方法の一例を（図
４）に示す。
めに、ＬＳＩチップのパターンを全て、一筆書きのよう
に描画するのではなく、部分的な繰り返しパターンをマ
スクを用いて一括転写を行う縮小転写方法が考え出され
た。すなわち、ＬＳＩパターンの繰り返し領域を小領域
の部分パターンに分解し、このパターンをステンシルマ
スクに形成し、このマスクを用いて順次パターンを転写
していく方法である。しかし、この方法は、スループッ
トが非常に早くなることが予想されるが、用いるステン
シルマスクの形成が非常に困難である。例えば、現在考
えられているステンシルマスク加工方法の一例を（図
４）に示す。
【０００４】半導体シリコン基板１１に加速電圧５０〜
１００ＫＶ、ドーズ量１×１０20ｃｍ-2でボロンイオン
４２の注入を行い、イオン注入層４１を形成する（図４
（ａ））。この上にシリコンのエピタキシャル層４３を
形成し、さらにこのエピ層上とシリコン基板の裏面に保
護膜４４として窒化膜を堆積する（図４（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の裏面のシリコン窒化膜を選択的
に除去し、シリコン窒化膜をマスクにして半導体シリコ
ン基板の裏面をエチレンジアミン・ピロカテコール溶液
でボロン注入層までエッチングし、保護膜をすべて除去
する（図４（ｃ））。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４５の形
成を行う（図４（ｄ））。このレジストパターン４５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４（ｅ））。さ
らに、電子ビームによるチャージアップを防止するため
に、表面に金を蒸着することもある。
１００ＫＶ、ドーズ量１×１０20ｃｍ-2でボロンイオン
４２の注入を行い、イオン注入層４１を形成する（図４
（ａ））。この上にシリコンのエピタキシャル層４３を
形成し、さらにこのエピ層上とシリコン基板の裏面に保
護膜４４として窒化膜を堆積する（図４（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の裏面のシリコン窒化膜を選択的
に除去し、シリコン窒化膜をマスクにして半導体シリコ
ン基板の裏面をエチレンジアミン・ピロカテコール溶液
でボロン注入層までエッチングし、保護膜をすべて除去
する（図４（ｃ））。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４５の形
成を行う（図４（ｄ））。このレジストパターン４５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４（ｅ））。さ
らに、電子ビームによるチャージアップを防止するため
に、表面に金を蒸着することもある。
【０００５】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。しかし、この方法では、エ
ピタキシャル技術や、また、高エネルギーイオン注入技
術も必要となり、技術的にも非常に複雑で、工程も長く
かかってしまう。さらに、保護膜を堆積しなければなら
ず、また、シリコンのイオン注入層とエピ層のみで電子
ビームを遮閉するマスクとなる必要があるため、マスク
膜厚が数十μｍ以上となり、エピタキシャルによる堆積
やエッチングも容易ではない。
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。しかし、この方法では、エ
ピタキシャル技術や、また、高エネルギーイオン注入技
術も必要となり、技術的にも非常に複雑で、工程も長く
かかってしまう。さらに、保護膜を堆積しなければなら
ず、また、シリコンのイオン注入層とエピ層のみで電子
ビームを遮閉するマスクとなる必要があるため、マスク
膜厚が数十μｍ以上となり、エピタキシャルによる堆積
やエッチングも容易ではない。
【０００６】また、Ｙ．Ｎａｋａｙａｍａ他 Ｊｏｕｒ
ｎａｌ Ｖａｃｕｕｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅ
ｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂ８ ｐ．１８３６ （１９９０）
に示されているように、シリコンのエピタキシャル層を
用いずに、裏面からのエッチングにおいて時間エッチン
グで行う場合、基板膜厚の制御が非常に困難で、さら
に、基板を均一にエッチングすることも困難である。ま
た、シリコン基板を数１０μｍ以上垂直にエッチングす
ることも困難である。
ｎａｌ Ｖａｃｕｕｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅ
ｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂ８ ｐ．１８３６ （１９９０）
に示されているように、シリコンのエピタキシャル層を
用いずに、裏面からのエッチングにおいて時間エッチン
グで行う場合、基板膜厚の制御が非常に困難で、さら
に、基板を均一にエッチングすることも困難である。ま
た、シリコン基板を数１０μｍ以上垂直にエッチングす
ることも困難である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、電子ビ
ーム縮小転写リソグラフィーに使用されるステンシルマ
スクにおいて、シリコン材料のみを用いると、膜厚が数
十μｍ以上必要となる。（図３）に、電子ビームの加速
電圧に対するシリコン中での電子の飛程距離を示す。通
常、電子ビームリソグラフィーで用いられる加速電圧は
２０〜５０ｋｅＶであるので、シリコン材料をマスクと
した場合、２０μｍ程度の膜厚を必要とする。数十μｍ
以上の膜厚のシリコンを垂直にエッチングするのは非常
に困難であり、またイオン注入、エピタキシャル、リソ
グラフィー、エッチング技術等の多くの工程が必要とな
り、半導体シリコンプロセスを用いたステンシルマスク
作成は、その工程が煩雑になるという欠点がある。 そ
こで、シリコンマスクの表面に金属を堆積させて、多層
膜にすることによって、シリコン膜厚を薄くすることが
考えられる。（図３）には、シリコンと同様に、タング
ステンや金の場合の電子の飛程も示してある。金はエッ
チングすることができないので、マスク表面に堆積する
ことしかできず、また、半導体シリコンプロセスにおい
ては不純物として非常に扱いにくいものである。さら
に、電子ビームがマスクに照射されることによって、熱
を発生し、マスクが変形していくが、この時の熱膨張率
は、シリコンが２．５×１０-6/degに対して、金は１
４．２×１０-6/degであり、また熱伝導率はシリコンが
１．７cm.deg、金は３．１cm.degであり、シリコンマス
クの表面に金を堆積することによって、マスクがひずん
でしまうことが考えられる。また、多層膜にすることに
よって、工程的にも複雑になる。すなわち、ステンシル
マスクとしては、膜厚ができるだけ薄く、機械的強度が
あり、温度変化による寸法安定性、熱安定性が良く、か
つ、簡単なプロセスで形成できるものが望まれる。
ーム縮小転写リソグラフィーに使用されるステンシルマ
スクにおいて、シリコン材料のみを用いると、膜厚が数
十μｍ以上必要となる。（図３）に、電子ビームの加速
電圧に対するシリコン中での電子の飛程距離を示す。通
常、電子ビームリソグラフィーで用いられる加速電圧は
２０〜５０ｋｅＶであるので、シリコン材料をマスクと
した場合、２０μｍ程度の膜厚を必要とする。数十μｍ
以上の膜厚のシリコンを垂直にエッチングするのは非常
に困難であり、またイオン注入、エピタキシャル、リソ
グラフィー、エッチング技術等の多くの工程が必要とな
り、半導体シリコンプロセスを用いたステンシルマスク
作成は、その工程が煩雑になるという欠点がある。 そ
こで、シリコンマスクの表面に金属を堆積させて、多層
膜にすることによって、シリコン膜厚を薄くすることが
考えられる。（図３）には、シリコンと同様に、タング
ステンや金の場合の電子の飛程も示してある。金はエッ
チングすることができないので、マスク表面に堆積する
ことしかできず、また、半導体シリコンプロセスにおい
ては不純物として非常に扱いにくいものである。さら
に、電子ビームがマスクに照射されることによって、熱
を発生し、マスクが変形していくが、この時の熱膨張率
は、シリコンが２．５×１０-6/degに対して、金は１
４．２×１０-6/degであり、また熱伝導率はシリコンが
１．７cm.deg、金は３．１cm.degであり、シリコンマス
クの表面に金を堆積することによって、マスクがひずん
でしまうことが考えられる。また、多層膜にすることに
よって、工程的にも複雑になる。すなわち、ステンシル
マスクとしては、膜厚ができるだけ薄く、機械的強度が
あり、温度変化による寸法安定性、熱安定性が良く、か
つ、簡単なプロセスで形成できるものが望まれる。
【０００８】本発明者らは、これらの課題を解決するた
めに、荷電粒子ビーム、電子ビーム縮小一括転写リソグ
ラフィー用ステンシルマスク形成方法を完成した。
めに、荷電粒子ビーム、電子ビーム縮小一括転写リソグ
ラフィー用ステンシルマスク形成方法を完成した。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のステンシルマス
ク形成方法は、半導体シリコン等の基板の裏面から、例
えば、５〜５０μｍ径の太い電極棒を用いた放電加工技
術を用いてエッチングを行い、基板を選択的に、例え
ば、１０〜１００μｍ厚に薄膜化する工程と、前記薄膜
化した基板の表面上から１０μｍ径以下の細い電極棒を
用いた放電加工技術を用いて選択的に前記基板のエッチ
ングを行い、前記薄膜化した基板を垂直に貫通すること
によって透過孔マスクパターンを形成する工程とを備え
て成る方法を提供するものである。そして、望ましく
は、前記基板が半導体基板、または金属基板であること
を特徴とする方法を提供する。
ク形成方法は、半導体シリコン等の基板の裏面から、例
えば、５〜５０μｍ径の太い電極棒を用いた放電加工技
術を用いてエッチングを行い、基板を選択的に、例え
ば、１０〜１００μｍ厚に薄膜化する工程と、前記薄膜
化した基板の表面上から１０μｍ径以下の細い電極棒を
用いた放電加工技術を用いて選択的に前記基板のエッチ
ングを行い、前記薄膜化した基板を垂直に貫通すること
によって透過孔マスクパターンを形成する工程とを備え
て成る方法を提供するものである。そして、望ましく
は、前記基板が半導体基板、または金属基板であること
を特徴とする方法を提供する。
【００１０】さらに、また、本発明は、半導体シリコン
等の基板の表面上から、例えば、１０μｍ径以下の細い
電極棒を用いた放電加工技術を用いて、選択的に前記基
板のエッチングを行い、深さ、例えば、１０〜１００μ
ｍの垂直な断面形状を持つパターンを形成する工程と、
前記基板の裏面から、５〜５０μｍ径の太い電極棒を用
いた放電加工技術を用いてエッチングを行い、基板を選
択的に薄膜化し、前記基板に形成したパターンを貫通さ
せることによって、透過孔マスクパターンを形成する工
程とを備えて成る方法を提供するものである。そして、
望ましくは、前記基板が半導体基板、または金属基板で
あることを特徴とする方法を提供する。
等の基板の表面上から、例えば、１０μｍ径以下の細い
電極棒を用いた放電加工技術を用いて、選択的に前記基
板のエッチングを行い、深さ、例えば、１０〜１００μ
ｍの垂直な断面形状を持つパターンを形成する工程と、
前記基板の裏面から、５〜５０μｍ径の太い電極棒を用
いた放電加工技術を用いてエッチングを行い、基板を選
択的に薄膜化し、前記基板に形成したパターンを貫通さ
せることによって、透過孔マスクパターンを形成する工
程とを備えて成る方法を提供するものである。そして、
望ましくは、前記基板が半導体基板、または金属基板で
あることを特徴とする方法を提供する。
【００１１】すなわち、本発明はリソグラフィー技術を
用いずに放電加工技術のみを用いて、シリコンや金属等
の基板を加工することによって、容易に基板に垂直な断
面形状を持った透過孔マスクパタ−ンを形成することが
できるものである。放電加工によってシリコンを加工す
る場合、アスペクト比２０程度のものまで可能であり、
また、パターン寸法としても３μｍ以下のものまで形成
することができる。例えば、１／５０の縮小露光の場
合、０．１μｍのレジストパターンを形成するために
は、マスクとして５μｍのパターンを作成しておけばよ
く、また、電子ビームを遮閉するための膜厚として、２
０μｍ程度の厚さであれば十分である。さらに、半導体
シリコン基板の裏面エッチングにおいて、ウエットエッ
チングのかわりに、放電加工技術を用いて行うため、制
御性良く膜厚をコントロールすることができる。このよ
うにすることによって、単体のシリコン基板を用いるこ
とができ、熱的にもひずまないステンシルマスクを形成
することができる。さらに、放電加工技術はタングステ
ンやステンレス鋼のような金属にも適用することがで
き、これらを用いてもステンシルマスクを容易に形成す
ることができる。
用いずに放電加工技術のみを用いて、シリコンや金属等
の基板を加工することによって、容易に基板に垂直な断
面形状を持った透過孔マスクパタ−ンを形成することが
できるものである。放電加工によってシリコンを加工す
る場合、アスペクト比２０程度のものまで可能であり、
また、パターン寸法としても３μｍ以下のものまで形成
することができる。例えば、１／５０の縮小露光の場
合、０．１μｍのレジストパターンを形成するために
は、マスクとして５μｍのパターンを作成しておけばよ
く、また、電子ビームを遮閉するための膜厚として、２
０μｍ程度の厚さであれば十分である。さらに、半導体
シリコン基板の裏面エッチングにおいて、ウエットエッ
チングのかわりに、放電加工技術を用いて行うため、制
御性良く膜厚をコントロールすることができる。このよ
うにすることによって、単体のシリコン基板を用いるこ
とができ、熱的にもひずまないステンシルマスクを形成
することができる。さらに、放電加工技術はタングステ
ンやステンレス鋼のような金属にも適用することがで
き、これらを用いてもステンシルマスクを容易に形成す
ることができる。
【００１２】
【作用】本発明は、前記したステンシルマスク形成プロ
セスにより、容易に膜厚の薄い、熱によるひずみのおこ
らない、正確な電子ビーム縮小一括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。特に、放
電加工技術のみを用いて形成するので、非常に簡便にマ
スクパターンを形成することができ、シリコン材料およ
び、金属材料の単体を使用することによって、熱ひずみ
の発生もなく、また、金を蒸着する必要もなく、容易に
ステンシルマスクを作成することができる。また、この
放電加工技術を用いることによって、容易に垂直な断面
形状をしたパターンを形成することができる。すなわ
ち、放電加工技術を用いることによって、機械的強度に
すぐれ、かつ、温度変化による寸法安定性、熱安定性の
良い正確なステンシルマスクを容易に形成することがで
きる。さらに、基板の裏面エッチングにおいて、裏面か
ら放電加工技術を行うことによって、基板の必要な膜厚
を制御性良くコントロールすることができ、容易に薄膜
基板を得ることができる。従って、本発明を用いること
によって、正確で熱安定性のすぐれた、薄いステンシル
マスク形成に有効に作用する。
セスにより、容易に膜厚の薄い、熱によるひずみのおこ
らない、正確な電子ビーム縮小一括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。特に、放
電加工技術のみを用いて形成するので、非常に簡便にマ
スクパターンを形成することができ、シリコン材料およ
び、金属材料の単体を使用することによって、熱ひずみ
の発生もなく、また、金を蒸着する必要もなく、容易に
ステンシルマスクを作成することができる。また、この
放電加工技術を用いることによって、容易に垂直な断面
形状をしたパターンを形成することができる。すなわ
ち、放電加工技術を用いることによって、機械的強度に
すぐれ、かつ、温度変化による寸法安定性、熱安定性の
良い正確なステンシルマスクを容易に形成することがで
きる。さらに、基板の裏面エッチングにおいて、裏面か
ら放電加工技術を行うことによって、基板の必要な膜厚
を制御性良くコントロールすることができ、容易に薄膜
基板を得ることができる。従って、本発明を用いること
によって、正確で熱安定性のすぐれた、薄いステンシル
マスク形成に有効に作用する。
【００１３】
【実施例】まず、本発明の概要を述べる。本発明は、シ
リコン材料、または、金属材料単体に、放電加工技術を
用いることによって、単体で熱ひずみのない、薄い実用
性の高いステンシルマスクを容易に形成することができ
るものである。放電加工によってシリコン基板に１〜１
０μｍのパターンを開口するので、垂直な断面形状を持
った正確なパターンを形成することができる。また、電
子ビームを遮閉するために膜厚として望ましくは３０μ
ｍ以下、例えば２０〜３０μｍ程度のシリコン基板のみ
を残しておくだけでよい。この時、シリコン基板の裏面
エッチングによるシリコンの薄膜化においても、放電加
工技術を用いて行うので、所望のシリコン膜厚を高精度
に容易に得ることができる。また、単体で形成されてい
るので、電子ビームによる熱の影響でひずむということ
もない。さらに、放電加工技術を用いるので、半導体シ
リコン材料以外にも、タングステンやステンレス鋼等の
金属材料にも使用することができるので、容易に正確に
電子ビーム縮小一括転写リソグラフィー用ステンシルマ
スクとしてパターンを形成することができる。
リコン材料、または、金属材料単体に、放電加工技術を
用いることによって、単体で熱ひずみのない、薄い実用
性の高いステンシルマスクを容易に形成することができ
るものである。放電加工によってシリコン基板に１〜１
０μｍのパターンを開口するので、垂直な断面形状を持
った正確なパターンを形成することができる。また、電
子ビームを遮閉するために膜厚として望ましくは３０μ
ｍ以下、例えば２０〜３０μｍ程度のシリコン基板のみ
を残しておくだけでよい。この時、シリコン基板の裏面
エッチングによるシリコンの薄膜化においても、放電加
工技術を用いて行うので、所望のシリコン膜厚を高精度
に容易に得ることができる。また、単体で形成されてい
るので、電子ビームによる熱の影響でひずむということ
もない。さらに、放電加工技術を用いるので、半導体シ
リコン材料以外にも、タングステンやステンレス鋼等の
金属材料にも使用することができるので、容易に正確に
電子ビーム縮小一括転写リソグラフィー用ステンシルマ
スクとしてパターンを形成することができる。
【００１４】以下本発明の一実施例のステンシルマスク
形成方法について、図面を参照しながら説明する。
形成方法について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】（図１）は本発明の実施例におけるステン
シルマスク形成方法の工程断面図を示すものである。基
板として３００μｍ厚程度のステンレス鋼１１を用い、
この基板の裏面から１０μｍ程度の径を持った放電加工
用電極１２を用いて、放電加工技術によって選択的に破
線５０の部分までエッチングを行った（図１（ａ））。
この放電加工技術によって裏面エッチングを行い、ステ
ンレス鋼を１０μｍ程度の薄膜にした。この薄膜基板の
表面から３μｍ程度の径を持った放電加工用電極１３を
用いて、放電加工技術によって選択的にエッチングを行
い、パターン形成を行った（図１（ｂ））。さらに、こ
の放電加工用電極でエッチングを進め、ステンレス鋼基
板を貫通させ、垂直な断面形状を持った貫通部１００を
形成することによって、ステンレス鋼基板単体１１をそ
のままマスク材料に用いた、機械的強度のすぐれた、熱
安定性の高い、熱によるひずみのないステンシルマスク
を形成することができた（図１（ｃ））。
シルマスク形成方法の工程断面図を示すものである。基
板として３００μｍ厚程度のステンレス鋼１１を用い、
この基板の裏面から１０μｍ程度の径を持った放電加工
用電極１２を用いて、放電加工技術によって選択的に破
線５０の部分までエッチングを行った（図１（ａ））。
この放電加工技術によって裏面エッチングを行い、ステ
ンレス鋼を１０μｍ程度の薄膜にした。この薄膜基板の
表面から３μｍ程度の径を持った放電加工用電極１３を
用いて、放電加工技術によって選択的にエッチングを行
い、パターン形成を行った（図１（ｂ））。さらに、こ
の放電加工用電極でエッチングを進め、ステンレス鋼基
板を貫通させ、垂直な断面形状を持った貫通部１００を
形成することによって、ステンレス鋼基板単体１１をそ
のままマスク材料に用いた、機械的強度のすぐれた、熱
安定性の高い、熱によるひずみのないステンシルマスク
を形成することができた（図１（ｃ））。
【００１６】以上のように、本実施例によれば、放電加
工技術をステンレス鋼基板単体に用いることによって、
ステンシルマスク加工工程を大幅に簡略化することがで
き、電子ビームの加速電圧が５０ｋｅＶの場合でも、熱
安定性の優れた、熱によるひずみのない、実用的な電子
ビーム縮小一括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。さらに、ここではステンレス
鋼基板の裏面から放電加工技術を用いて裏面エッチング
を行うことによって、制御性良く膜厚をコントロールす
ることができる。また、放電加工技術を用いるので、ス
テンレス鋼基板以外に、タングステンや鉄のような金属
単体や半導体シリコン基板等を用いてステンシルマスク
を形成することができる。
工技術をステンレス鋼基板単体に用いることによって、
ステンシルマスク加工工程を大幅に簡略化することがで
き、電子ビームの加速電圧が５０ｋｅＶの場合でも、熱
安定性の優れた、熱によるひずみのない、実用的な電子
ビーム縮小一括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。さらに、ここではステンレス
鋼基板の裏面から放電加工技術を用いて裏面エッチング
を行うことによって、制御性良く膜厚をコントロールす
ることができる。また、放電加工技術を用いるので、ス
テンレス鋼基板以外に、タングステンや鉄のような金属
単体や半導体シリコン基板等を用いてステンシルマスク
を形成することができる。
【００１７】以下本発明の第二の実施例について、図面
を参照しながら説明する。（図２）は本発明の第二の実
施例におけるステンシルマスク形成方法の工程断面図を
示すものである。半導体シリコン基板２１の表面から、
放電加工技術を用いて、４μｍ径の放電加工用電極２２
でシリコン基板のエッチングを行い、パターン５１の形
成を行った（図２（ａ））。さらに、この放電加工用電
極で２０〜３０μｍ程度の深さのエッチングを行った。
この後、半導体シリコン基板の裏面から１０μｍ程度の
径を持った放電加工用電極２３を用いて、放電加工技術
によって選択的に破線５２の部分までエッチングを行っ
た（図２（ｂ））。この放電加工技術を用いて半導体シ
リコン基板を裏面からエッチングして、シリコン基板に
形成したパターンを貫通させ、貫通部１００を形成する
ことによって、シリコン基板単体２１をそのままマスク
材料に用いた、機械的強度のすぐれた、熱安定性の高
い、熱によるひずみのないステンシルマスクを形成する
ことができた（図２（ｃ））。
を参照しながら説明する。（図２）は本発明の第二の実
施例におけるステンシルマスク形成方法の工程断面図を
示すものである。半導体シリコン基板２１の表面から、
放電加工技術を用いて、４μｍ径の放電加工用電極２２
でシリコン基板のエッチングを行い、パターン５１の形
成を行った（図２（ａ））。さらに、この放電加工用電
極で２０〜３０μｍ程度の深さのエッチングを行った。
この後、半導体シリコン基板の裏面から１０μｍ程度の
径を持った放電加工用電極２３を用いて、放電加工技術
によって選択的に破線５２の部分までエッチングを行っ
た（図２（ｂ））。この放電加工技術を用いて半導体シ
リコン基板を裏面からエッチングして、シリコン基板に
形成したパターンを貫通させ、貫通部１００を形成する
ことによって、シリコン基板単体２１をそのままマスク
材料に用いた、機械的強度のすぐれた、熱安定性の高
い、熱によるひずみのないステンシルマスクを形成する
ことができた（図２（ｃ））。
【００１８】以上のように、本実施例によれば、放電加
工技術を半導体シリコン基板単体に用いることによっ
て、ステンシルマスク加工工程を大幅に簡略化すること
ができ、電子ビームの加速電圧が５０ｋｅＶの場合で
も、熱安定性の優れた、熱によるひずみのない、実用的
な電子ビーム縮小一括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。さらに、半導体シリコ
ン基板の裏面から放電加工技術を用いて、エッチングを
行うことによって、制御性良く膜厚をコントロールする
ことができる。また、放電加工技術を用いるので、シリ
コン基板以外に、タングステンやステンレス鋼のような
金属単体を用いてステンシルマスクを形成することがで
きる。
工技術を半導体シリコン基板単体に用いることによっ
て、ステンシルマスク加工工程を大幅に簡略化すること
ができ、電子ビームの加速電圧が５０ｋｅＶの場合で
も、熱安定性の優れた、熱によるひずみのない、実用的
な電子ビーム縮小一括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。さらに、半導体シリコ
ン基板の裏面から放電加工技術を用いて、エッチングを
行うことによって、制御性良く膜厚をコントロールする
ことができる。また、放電加工技術を用いるので、シリ
コン基板以外に、タングステンやステンレス鋼のような
金属単体を用いてステンシルマスクを形成することがで
きる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体シリコン等の基板表面から放電加工技術を用い
て、マスクパターンを形成することによって、容易に電
子ビーム縮小一括転写リソグラフィー用ステンシルマス
クを作製することができる。特に、放電加工技術を用い
てマスクパターンを形成するので、垂直な断面形状を持
った正確なステンシルマスクを容易に形成することがで
きる。また、半導体シリコン基板単体をそのまま用いる
ことによって、機械的強度にすぐれた、熱安定性の高
い、熱によるひずみのない、正確で薄い、実用性の高い
ステンシルマスクを容易に形成することができる。さら
に、裏面エッチングにおいても放電加工技術を用いて、
薄膜基板を形成するので、容易に制御性良くマスク膜厚
をコントロールすることができる。また、放電加工技術
を用いているので、シリコン基板以外にもタングステン
やステンレス鋼のような金属単体を用いても、容易にマ
スクパターンを形成することができ、電子ビーム縮小一
括転写リソグラフィー用ステンシルマスクとして有効に
作用し、超高密度集積回路の製造に大きく寄与すること
ができる。
半導体シリコン等の基板表面から放電加工技術を用い
て、マスクパターンを形成することによって、容易に電
子ビーム縮小一括転写リソグラフィー用ステンシルマス
クを作製することができる。特に、放電加工技術を用い
てマスクパターンを形成するので、垂直な断面形状を持
った正確なステンシルマスクを容易に形成することがで
きる。また、半導体シリコン基板単体をそのまま用いる
ことによって、機械的強度にすぐれた、熱安定性の高
い、熱によるひずみのない、正確で薄い、実用性の高い
ステンシルマスクを容易に形成することができる。さら
に、裏面エッチングにおいても放電加工技術を用いて、
薄膜基板を形成するので、容易に制御性良くマスク膜厚
をコントロールすることができる。また、放電加工技術
を用いているので、シリコン基板以外にもタングステン
やステンレス鋼のような金属単体を用いても、容易にマ
スクパターンを形成することができ、電子ビーム縮小一
括転写リソグラフィー用ステンシルマスクとして有効に
作用し、超高密度集積回路の製造に大きく寄与すること
ができる。
【図１】本発明の第１の実施例におけるステンシルマス
ク形成方法の工程断面図
ク形成方法の工程断面図
【図２】本発明の第２の実施例におけるステンシルマス
ク形成方法の工程断面図
ク形成方法の工程断面図
【図３】電子ビームの加速電圧に対する電子の飛程を表
す図
す図
【図４】従来のステンシルマスク形成方法の工程断面図
１１ ステンレス鋼 １２ 放電加工用電極 ２１ 半導体シリコン基板 １００ 貫通部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−196209（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−217876（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−370918（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−240719（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/027
Claims (4)
- 【請求項１】基板の裏面から、太い電極棒を用いた放電
加工技術を用いてエッチングを行い、基板を選択的に薄
膜化する工程と、前記薄膜化した基板の表面上から細い
電極棒を用いた放電加工技術を用いて選択的に前記基板
のエッチングを行い、前記薄膜化した基板を貫通するこ
とによって透過孔パターンを形成する工程とを備えて成
ることを特徴とするステンシルマスク形成方法。 - 【請求項２】前記基板が半導体基板、または金属基板で
あり、薄膜化した時の基板の膜厚が１０μｍ〜１００μ
ｍであることを特徴とする請求項１記載のステンシルマ
スク形成方法。 - 【請求項３】基板の表面上から、細い電極棒を用いた放
電加工技術を用いて選択的に前記基板のエッチングを行
い、パターンを形成する工程と、前記基板の裏面から、
太い電極棒を用いた放電加工技術を用いてエッチングを
行い、基板を選択的に薄膜化し、前記基板に形成したパ
ターンを貫通させることによって、透過孔マスクパター
ンを形成する工程とを備えて成ることを特徴とするステ
ンシルマスク形成方法。 - 【請求項４】前記基板が半導体基板、または金属基板で
あり、薄膜化した時の基板の膜厚が１０μｍ〜１００μ
ｍであることを特徴とする請求項３記載のステンシルマ
スク形成方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19042792A JP2903882B2 (ja) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | ステンシルマスク形成方法 |
| US08/013,100 US5401932A (en) | 1992-02-07 | 1993-02-03 | Method of producing a stencil mask |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19042792A JP2903882B2 (ja) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | ステンシルマスク形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0637000A JPH0637000A (ja) | 1994-02-10 |
| JP2903882B2 true JP2903882B2 (ja) | 1999-06-14 |
Family
ID=16257952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19042792A Expired - Fee Related JP2903882B2 (ja) | 1992-02-07 | 1992-07-17 | ステンシルマスク形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2903882B2 (ja) |
-
1992
- 1992-07-17 JP JP19042792A patent/JP2903882B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0637000A (ja) | 1994-02-10 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |