JPH0160542B2

JPH0160542B2 -

Info

Publication number: JPH0160542B2
Application number: JP17139581A
Authority: JP
Inventors: Minoru Tanaka; Hitoshi Kubota; Susumu Aiuchi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-10-28
Filing date: 1981-10-28
Publication date: 1989-12-22
Also published as: JPS5873767A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、蒸着あるいはスパツタリング等の薄
膜形成技術により、基板上に所望のパターンを形
成する際に使用する薄膜形成用マスクと、その製
造方法に関するものである。

たとえば、蒸着では、蒸発源と基板を所定の間
隔で対向させ、蒸発源から上方に向けて放射状に
飛散する金属の蒸気を基板上に付着凝固させて、
基板に金属の薄膜を形成する。このとき、ステン
レス鋼やモリブデン鋼あるいはクロム鋼の薄板
に、所望のパターンと同じ透孔を形成した薄膜形
成用マスクを、基板の薄膜形成面に密着させて配
置し、前記透孔を通過した金属の蒸気のみを基板
上に付着凝固させれば、基板上に所望のパターン
を形成することができる。

蒸着作業の通常の条件、たとえば、パターン形
成面積が、100mm×100mm、基板と蒸発源の間隔が
300mmの場合、蒸発源が小さいため、基板のパタ
ーン形成部の周縁部では、基板のパターン形成面
に対する金属の蒸気の入射角が約10度になる。

一方、前記薄膜形成用のマスクの板厚は、通常
100μm程度のものが使用されている。このため、
前記基板のパターン形成面の周縁部では、蒸発源
から直進する金属の蒸気の一部が薄膜形成用マス
クによつて遮ぎられ、形成された薄膜パターンの
一部がさらに薄くなることがある。

このような現像を防止するには、薄膜形成用マ
スクを薄くしなければならない。しかし、薄膜形
成用マスクの板厚を単に薄くすると、マスクの機
械的な強度を低下させ、薄膜形成用マスクに撓み
を生じ、薄膜形成用マスクに形成されたパターン
の形状や寸法が変化し易くなるだけでなく、基板
との密着性が低下するなどの欠陥が発生する。

このため、たとえば、厚さ数mmのシリコンを補
強板とし、この補強板の片面に、蒸着、スパツタ
リング、気相成長、液相成長、めつき等のうち、
いずれかの工程によつて、マスク用薄膜となる厚
さ数〜数10μmの、硼素を含有するシリコンの薄
板を形成し、２層構造のマスク用板を形成したの
ち、前記補強板のマスク用薄板の形成されていな
い片面に、基板に形成すべきパターンと同じ配置
で、そのパターンより大きな巾および長さの穴を
形成したレジストパターンを設け、ピロカテコー
ル系のエツチング液により、補強板のエツチング
を行ない、補強板に貫通穴を形成したのち、補強
板の開口部より前記マスク用薄板にレーザビーム
を照射して、マスク用薄板に、基板に基成すべき
パターンと同じパターンの透孔を形成して成る薄
膜形成用マスクと、その製造方法が開示されてい
る。

このような薄膜形成用マスクにおいては、マス
クに要求される機械的な強度を補強板で補うこと
ができるので、マスク用薄板の厚さは、従来に比
べ格段に薄くすることができる。したがつて、補
強板の貫通穴を、蒸発源からマスク用薄板に形成
された透孔に向けて直進する蒸気を遮ぎらない大
きさにしておけば、蒸着によつて基板上に形成さ
れる薄膜パターンの厚さを均一にすることができ
る。また、薄膜形成用マスクの撓みによる問題を
大巾に改善することができる。

しかし、蒸着やスパツタリングで基板上に所望
の薄膜パターンを形成する場合、加熱された金属
の蒸気や粒子が薄膜形成用マスクや基板に付着し
て凝固するために、薄膜形成用マスクや基板の温
度が上昇する。また、基板と基板上に形成された
薄膜パターンとの密着強度を上げるため基板を加
熱することがある。このとき薄膜形成用マスクを
基板に密着させると、薄膜形成用マスクも加熱さ
れ温度が上昇する。このように、薄膜形成用マス
クが加熱されると、マスク用薄板と補強板が膨張
する。このとき、マスク用薄板が補強板に比べて
薄いため、マスク用薄板の熱膨張率が補強板の熱
膨張率より小さいと、マスク用薄板は補強板に引
張られ、マスク用薄板に形成したパターンの寸法
が大きくなつたり、破損したりすることになる。
また、マスク用薄板の熱膨張率が補強板の熱膨張
率より大きいと、マスク用薄板にたるみが生じ、
マスク用薄板に形成されたパターンが変形した
り、薄膜形成時に基板との密着性を低下させるな
どの問題が発生する。また、マスク用薄板と補強
板との板厚の差を小さくすると、薄膜形成用マス
クが加熱されたとき、バイメタルのように反りが
発生する。

本発明の目的は、機械的な強度が強く、かつ、
薄膜形成時の加熱による変形の小さい薄膜形成用
マスクを提供するにある。

本発明の他の目的は、機械的強度が強く、か
つ、加熱による変形の小さい薄膜形成用マスクの
製造方法を提供する。

上記目的を達成するため、本発明においては、
マスク用薄板と補強板とを同一の材料で形成し、
マスク用薄板と補強板との間に、それらの材料と
は特定のエツチング液で選択エツチング可能な材
料で形成された薄膜を介在させて一体に積層し、
補強板もしくは補強板と薄膜に、基板に形成すべ
きパターンと同じ配列で、このパターンより大き
な貫通穴を形成すると共に、マスク用薄板と薄
膜、もしくはマスク用薄板に、前記パターンと同
じ透孔を形成したことを特徴とする。

以下、本発明の一実施例を図面にしたがつて説
明する。

第１図は、本発明による薄膜形成用マスクの一
例を示すもので、同図において、薄膜形成用マス
ク１は、補強板２と、補強板２の片面を形成され
た薄膜３と、この薄膜３の片面に形成されたマス
ク用薄板４が一体に積層され、補強板２には貫通
穴２ａが、薄膜３には貫通穴３ａが、マスク用薄
膜４には、基板に形成すべきパターンと同一の透
孔４ａが形成されている。

前記薄膜形成用マスク１において、補強板２と
マスク用薄板４は、同一の材料で形成され、薄膜
３は、補強板２をケミカルエツチングする特定の
エツチング液に対し、エツチングされる速度がき
わめて小さい材料で形成される。たとえば、補強
板２とマスク用薄板４は、イリジウム、クロム、
タングステン、モリブデン等の熱膨張率の小さな
材料で形成し、薄膜３は、前記材料の他、銅、ニ
ツケル等他の材料から、前記条件を満すように選
択する。

また、補強板２、薄膜３およびマスク用薄板４
のそれぞれの厚さは、補強板２が数100μm〜数
mm、薄膜３が数μm〜10μm、マスク用薄板４が数
μm〜数10μm程度にする。ここで薄膜３の厚さ
は、補強板２をエツチングする時、マスク用薄板
４を保護し得る厚さであればよく、できるだけ薄
くすることが望ましいこのような構成とすることにより、薄膜３の熱
膨張を補強板２とマスク用薄板４で拘束し、単一
材料で形成した薄膜形成用マスクと同様の精度お
よび強度を得ることができる。また、マスク用薄
板４をより薄くすることができ、より細密なパタ
ーンの形成を可能とすることができる。

前記薄膜形成用マスク１の製造方法の一例を第
２図Ａ〜Ｈにしたがつて説明する。

まず、補強板として、厚さ１mmのクロムの板を
準備し、第２図Ａのように、その片面に、銅で厚
さ３〜5μmの薄膜３を形成する。ついで、第２図
Ｂのように、薄膜３の上に、クロムで厚さ５〜
10μmのマスク用薄板４を形成する。さらに、第
２図Ｃのように、マスク用薄板４の上に、銅で厚
さ５〜6μmのレジスト用の被膜５を形成する。つ
いで、第２図Ｄのように補強板２の片面（露出
面）に感光性レジストの被膜６を形成し、基板に
形成すべきパターンと同じ配列で、前記パターン
より巾、長さ（径）の大きい貫通穴用のパターン
を焼付け、現像すると第２図Ｅのように、被膜６
に穴６ａが形成される。この状態で、第２セリウ
ムアンモンの15％水溶液をエツチング液として、
その中に浸漬しておくと、第２図Ｆのように、補
強板２がエツチングされ、補強板２に貫通穴２ａ
が形成される。このとき、薄膜３と被膜５を形成
する銅は、前記エツチング液によるエツチング速
度が極めて遅いため、ほとんどエツチングされな
い。したがつて、マスク用薄板４は、その両面に
形成された薄膜３と被膜５で保護され、エツチン
グされない。ついで、被膜６を除去し、悪塩素酸
ソーダ10％、硫酸アンモン15％、重炭酸アンモン
10％、アンモニア７％の水溶液をエツチング液と
して、薄膜３と被膜５のエツチングを行ない、第
２図Ｇのように、薄膜３に貫通穴３ａを形成し、
被膜５を除去する。このとき、補強板２およびマ
スク用薄板４を形成するクロムは、前記エツチン
グ液によるエツチング速度が極めて遅いため、ほ
とんどエツチングされない。ついで、マスク用薄
板４に、レーザビーム、電子ビーム等を照射し
て、第２図Ｈのように、マスク用薄板４に、基板
に形成すべきパターンと同じパターンの透孔４ａ
を形成する。

このようにして、第１図に示す薄膜形成用マス
ク１を製造することができる。

なお、前記製造工程において、被膜３、マスク
用薄板４、被膜５は、蒸着、スパツタリング、気
相生長、液相生長、めつき等の工程により形成す
ることができる。また、被膜６は、補強板２の貫
通穴２ａの形成位置に、スクリーン印刷等によつ
てめつき用レジストを塗布して、被膜５と共に補
強板２に銅めつきを施したのち、めつき用レジス
トを除去して、第２図Ｅのような形状にしてもよ
い。この場合、被膜６は、薄膜３および被膜５と
共にエツチングして除去する。さらに、薄膜３と
マスク用薄板４の合計の厚さが、薄膜形成用マス
クとして許容される厚さの範囲内であるときは、
薄膜３をエツチングで除去する必要はなく、マス
ク用薄板４と共に、透孔４ａを形成すればよい。
このとき、被膜５は銅のかわりに感光性レジスト
を使用すればよく、被膜６と一緒に除去すること
ができる。

以上述べたように本発明によれば、同一材料か
ら成るマスク用薄板と補強板に、前記材料とは異
なり特定のエツチング液に対しエツチング速度の
差の大きな材料で形成された薄膜とを、マスク用
薄板、薄膜、補強板の順に一体に積層して薄膜形
成用マスクを構成したので、単一材料で形成した
従来の薄膜形成用マスクと同様の強度を得ること
ができ、またマスク用薄板をより薄くすることが
できるため単一材料で形成した従来の薄膜形成用
マスクに比較してより細密なパターンの形成が可
能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による薄膜形成用マスクの一
例を示す要部の断面図、第２図Ａ〜Ｈは、本発明
による薄膜形成用マスクの製造工程の一例を示す
工程図である。１……薄膜形成用マスク、２……補強板、３…
…薄膜、４……マスク用薄板、５……レジスト被
膜、６……感光性レジスト被膜、２ａ，３ａ，６
ａ……貫通穴、４ａ……透孔。

Claims

【特許請求の範囲】１基板に形成すべき薄膜のパターンと同一のパ
ターンの透孔を形成するマスク用薄板と、同一材
料で形成された補強板と、マスク用薄板および補
強板とは、特定のエツチング液に対しエツチング
速度の差の大きな材料で形成された薄膜とを、マ
スク用薄板、薄膜、補強板の順に一体に積層し、
補強板に、基板に形成すべき薄膜パターンと同じ
配列で薄膜パターンより大きな貫通穴を形成する
と共に、この貫通穴に連通するようにマスク用薄
板と薄膜に薄膜に薄膜パターンと同じ透孔を形成
して成ることを特徴とする薄膜形成用マスク。２補強板と薄膜に、基板に形成すべき薄膜パタ
ーンと同じ配列でき薄膜パターンより大きな貫通
穴を形成し、この貫通穴に連通するようにマスク
用薄板に薄膜パターンと同じ透孔を形成して成る
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄
膜形成用マスク。３次の工程から成ることを特徴とする薄膜形成
用マスクの製造方法。 (a) 補強板の片面に、補強板とは、特定のエツチ
ング液に対してエツチング速度の差の大きい材
料で薄膜を形成する第１の工程。 (b) 前記薄膜上に、補強板と同一の材料でマスク
用薄板を形成する第２の工程。 (c) 前記マスク用薄板の全面と、補強板の貫通穴
を形成する部分を除く全面に、エツチング用の
レジストの被膜を形成する第３の工程。 (d) エツチングにより、補強板に貫通穴を形成す
る第４の工程。 (e) レーザビームもしくは電子ビームを照射し
て、薄膜およびマスク用薄板に、前記貫通穴と
連通する透孔を形成する第５の工程。４次の工程から成ることを特徴とする薄膜形成
用マスクの製造方法。 (a) 補強板の片面に、補強板とは、特定のエツチ
ング液に対してエツチング速度の差の大きい材
料で薄膜を形成する第１の工程と。 (b) 前記薄膜上に、補強板と同一の材料でマスク
用薄板を形成する第２の工程と。 (c) 前記マスク用薄板上に、前記薄膜と同一の材
料で被膜を形成する第３の工程と。 (d) 前記補強板の貫通穴を形成する部分を除く全
面に、エツチング用のレジストの被膜を形成す
る第４の工程と。 (e) エツチングにより、補強板に貫通穴を形成す
る第５の工程と。 (f) エツチングにより、マスク用薄板上に形成さ
れた被膜と、前記貫通穴の底部に露出する薄膜
を除去する第６の工程と。 (g) レーザビームもしくは電子ビームを照射し
て、マスク用薄板に前記貫通穴と連通する透孔
を形成する第７の工程。５次の工程から成ることを特徴とする薄膜形成
用マスクの製造方法。 (a) 補強板の片面に、補強板とは、特定のエツチ
ング液に対してエツチング速度の差の大きい材
料で薄膜を形成する第１の工程。 (b) 前記薄膜上に、補強板と同一の材料でマスク
用薄板を形成する第２の工程。 (c) 前記補強板の片面に、形成すべき貫通穴と同
じパターンでメツキ用のレジストを塗布したの
ち、補強板の露出面と、マスク用薄板の全面
に、前記薄膜と同一の材料で被膜を形成し、前
記レジストを除去する第３の工程。 (d) エツチングにより、補強板に貫通穴を形成す
る第５の工程。 (e) エツチングにより、補強板とマスク用薄板を
覆う被膜と、貫通穴の底部に露出する薄膜を除
去する第６の工程。 (f) レーザビームもしくは電子ビームを照射し
て、マスク用薄板に前記貫通穴と連通する透孔
を形成する第７の工程。