JPH08176799A - 選択成膜マスク及びその製造方法 - Google Patents

選択成膜マスク及びその製造方法

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JPH08176799A
JPH08176799A JP32020294A JP32020294A JPH08176799A JP H08176799 A JPH08176799 A JP H08176799A JP 32020294 A JP32020294 A JP 32020294A JP 32020294 A JP32020294 A JP 32020294A JP H08176799 A JPH08176799 A JP H08176799A
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JP
Japan
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mask
forming
film
film formation
grooves
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JP32020294A
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English (en)
Inventor
Katsuhiko Kanamori
勝彦 金森
Mamoru Takagi
守 高木
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、マスクと被成膜基板との間に隙間
が生じにくく、且つ微細なマスクパターン加工ができる
ようにした選択成膜マスク及びその製造方法を提供す
る。 【構成】 本発明によると、マスク材料として異方性エ
ッチングが可能な半導体基板を用いて、被成膜用基板を
保持する溝と選択成膜する開口部とを形成してなること
を特徴とする選択成膜マスクが提供される。また、本発
明によると、半導体基板の表面に被成膜用基板の位置出
し用となる第1の溝を形成する工程と、前記半導体基板
の裏面に前記被成膜用基板に選択成膜するための成膜パ
ターン用となる第2の溝を形成する工程とを具備してな
ることを特徴とする選択成膜マスクの製造方法が提供さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種の成膜プロセスに
適用される選択成膜マスクに係り、特にマスク材料とし
てそれ自体が半導体プロセスで加工できる半導体基板を
用いた選択成膜マスク及びその製造方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体プロセスにおける成膜用の
マスクは金属製のマスクが用いられていた。この金属性
マスクは所定のマスクパターンが得られるようにレーザ
加工、ワイヤーカット等の機械加工により製作されてお
り、被成膜用の半導体基板をマスクとホルダーで挟み固
定する。
【0003】その後、成膜を行うと、金属製マスクのマ
スクパターンに従い半導体基板上に成膜されるが、この
手法には以下の問題点がある。 (1)金属製マスクの加工時にバリが生じ半導体基板と
金属製マスクとが密着しない。
【0004】これは金属製マスクの加工時に生じたバリ
により金属製マスクと基板との間に隙間が生じるため、
半導体基板上に成膜すると、その隙間から成膜成分が回
り込んでしまうので、精度の良い選択成膜をすることが
できないという欠点をもたらす。
【0005】また、このバリを無くすためにはバリ取り
を行う必要があり、手間がかかり、コスト高になるとい
う問題がある。 (2)熱膨張によりパターン精度が悪くなる。
【0006】これは金属製マクが熱膨張のため反り等の
変形を起こして半導体基板との間に隙間が生じるため、
半導体基板上に成膜すると、その隙間から成膜成分が回
り込んでしまうので、上述と同様に精度の良い選択成膜
とすることができないという欠点をもたらす。
【0007】(3)微細なマスクパターン加工が困難で
ある。これは金属マスクは機械加工で数十μm単位のマ
スクパターン加工が困難で、材料の厚さが厚いほど難し
くなり、四角形の角部が丸くなるなどの問題が生じる。
【0008】その反対に材料の厚さを薄くすれば金属製
マスクに歪が生じ易くなってしまうという問題がある。
また、特開平5−179422号公報に開示されている
ように2枚の金属板を異なるパターンでエッチングし重
ね合わせるマスクが提案されている。
【0009】これは、2枚の金属板を重ね合わす位置精
度が悪いと精度の良いパターンを形成することができな
いと共に、金属材料なので等方性エッチングされるため
に板厚の厚い材料ほどパターン精度が悪くなり、板厚以
下の幅でのエッチングは不可能である。
【0010】すなわち、用いる金属板の板厚が400μ
mであれば、400μm以下のマスクパターンを形成す
ることができない。この結果、高いパターン精度が要求
されない場合は従来技術でもよいが、高い精度が要求さ
れるパターンには従来技術を適用することができない。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は以上
のような点に鑑みてなされたもので、上記従来技術の問
題点は金属製マスクと被成膜用基板との間に隙間が生じ
易く、しかも金属製マスクは微細なマスクパターン加工
が困難なことから生じるため、マスクと被成膜基板との
間に隙間が生じにくく微細なマスクパターン加工ができ
るようにした選択成膜マスク及びその製造方法を提供す
ることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題を解決するために、マスク材料として異方性エッチン
グが可能な半導体基板を用いて、被成膜用基板を保持す
る溝と選択成膜する開口部とを形成してなることを特徴
とする選択成膜マスクが提供される。
【0013】また、本発明によると、半導体基板の表面
に被成膜用基板の位置出し用となる第1の溝を形成する
工程と、前記半導体基板の裏面に前記被成膜用基板に選
択成膜するための成膜パターン用となる第2の溝を形成
する工程とを具備してなることを特徴とする選択成膜マ
スクの製造方法が提供される。
【0014】また、本発明によると、前記第1及び第2
の溝を形成する工程はそれぞれ異方性エッチングで行う
ことを特徴とする選択成膜マスクの製造方法が提供され
る。また、本発明によると、前記第1及び第2の溝を形
成する工程はそれぞれ前記半導体基板の表面及び裏面に
形成する酸化膜または窒化膜をマスクとして異方性エッ
チングで行うことを特徴とする選択成膜マスクの製造方
法が提供される。
【0015】また、本発明によると、前記第1及び第2
の溝を形成する工程はそれぞれ前記半導体基板の表面及
び裏面に形成する酸化膜または窒化膜上に保護用のフォ
トレジストを形成する工程を含むことを特徴とする選択
成膜マスクの製造方法が提供される。
【0016】さらに、本発明によると、前記第1の溝を
形成する工程は、前記第1の溝を形成した後で、該第1
の溝部を保護するフォトレジストを形成する工程を含む
ことを特徴とする選択成膜マスクの製造方法が提供され
る。
【0017】
【作用】この発明によれば、マスク材料として用いる半
導体基板に対して予め成膜パターンを考慮し溝の形状、
位置などを決定した後、異方性エッチングで形成された
被成膜用基板の位置出し用とホルダーを兼ねる第1の溝
と、被成膜用基板に対する成膜パターン用となる第2の
溝により、被成膜用基板に対する成膜位置が制御され
る。
【0018】そして、以上のような本発明による選択成
膜マスクを用いて成膜するとマスクの変形による成膜パ
ターン精度不良が減少すると共にマスクとホルダーを一
体型にしたので、選択成膜マスクへの被成膜基板のセッ
トが容易にでき、ホルダーの取扱いが容易になる。
【0019】
【実施例】図1に本発明の一実施例による選択成膜マス
クを用いた成膜工程を示し、図2はその工程により成膜
されたパターンを示す。この成膜パターンの形成はマス
ク材料として用いる半導体基板(Siウェハ)1に半導
体プロセスとして知られている異方性エッチングにより
形成した開口面積の異なる2つの溝3,4を有する選択
成膜マスク10を用いて行う。
【0020】ここで、溝3は被成膜用基板6の位置出し
用ホルダとして機能し、溝4は成膜パターン用である。
また、溝3,4の形成時には、それらの溝3,4の位置
を考慮して形成し、位置合せが容易にできるようにす
る。
【0021】そして、選択成膜マスク10の溝3に被成
膜用基板6をセットし、必要な場合は被成膜用基板6の
上に押さえ部材13として適当なものをおいて、成膜を
行うことにより、選択成膜マスク10の溝4のマスクパ
ターンに従った成膜が実行される。
【0022】次に、成膜パターンを形成するための本発
明の選択成膜マスクの製造方法の一実施例について説明
する。図3はその製造方法による工程を示した図であ
り、図3(a),(b),(c)は溝3を形成する工程
図、図3(d),(e),(f)は溝4を形成する工程
図で、図3(f)は完成図でもある。
【0023】なお、上述した図1では選択成膜マスクの
完成図を示し、図1(a)には選択成膜マスク10の全
容を、図1(b)には被成膜用基板6をセットして成膜
を実行する際の詳細を示す。
【0024】本発明における選択成膜マスク10は従来
のようにステンレスなどの金属を用いて機械加工により
製作するのではなく、半導体プロセスによる異方性エッ
チングの可能な材料を用いればよいものであるが、この
実施例ではSiウェハを用いる場合について説明する。
【0025】まず、図3(a)に示すようにSiウェハ
1全面にスパッタ法、P−CVD法、熱酸化法などによ
り、SiO2 膜9などの酸化膜またはSiNxなどの窒
化膜を2〜3μm成膜する。
【0026】これらの膜は、エッチング時のマスクとし
て用いるので後工程への影響を考慮するとSiO2 膜9
が適切である。次に、Siウェハ1の表面及び裏面側に
フォトレジスト7を全面に塗布して保護する。
【0027】このフォトレジスト7はポジティブとネガ
ティブとがあるが、耐久性を考慮しネガティブを用い
る。その後、Siウェハ1表面に被成膜用基板6のサイ
ズに適合した溝3をフォトレジスト8をマスクとして形
成する。
【0028】このフォトレジスト8としてもネガティブ
を用いる。そして、成膜パターンは仕上がり形状を考慮
し、予めフォトレジスト形成用のマスク設計の段階で充
分検討しておく必要がある。
【0029】例えば面方位(110)ウェハの場合には
図1(a)に示す向きにすると(111)方向2がウェ
ハ表裏面に対し垂直にエッチングされる。その後、図3
(b)に示すように、ウェットエッチングにより、Si
2 膜9に溝3を掘る。
【0030】この際、エッチャントはHF/NH4 Fな
どのHF系を用い、エッチング残りが無いようにSiウ
ェハ1の面が出るようにする。次に、リムーバなどの有
機溶剤またはキャロスにより、一度フォトレジスト7を
全て除去する。
【0031】そして、フォトレジスト7を除去したら図
3(c)に示すように、SiO2 膜9をマスクにして異
方性エッチングでSiウェハ1に溝3を掘る。このエッ
チングはドライ、ウェットのどちらでも良いが、エッチ
ングレート、加工精度などを考慮し決定する。
【0032】この実施例ではウェットのアルカリエッチ
ングによる場合について説明する。この際、エッチャン
トとしては一般的にKOHを用いて300μm程度溝3
を掘った後、図3(d)に示すようにSiウェハ1表面
に再度フォトレジスト11を塗布してその全面を保護す
る。
【0033】次に、裏面に塗布するフォトレジスト12
をマスクとして溝4を形成する。このとき、表面の溝3
との位置が合うように、両面マスクアライナ−などを用
いる。
【0034】この後、図3(e)に示すように、再度H
F系のエッチャントで表面と同様に裏面のSiO2 膜9
に溝4を掘り、同様にフォトレジスト11,12を除去
する。
【0035】次に、図3(f)に示すように表面と同様
にSiウェハ1の裏面に対して異方性エッチングとして
ウェットのアルカリエッチングにより溝4を掘るが、両
側が貫通するまで掘り進めて、最後にSiウェハ1両面
に残っているSiO2 膜9をHF系のエッチャントで全
て除去してやると、所定の成膜パターンを有する選択成
膜マスク10が完成される。
【0036】このようにして製作したマスクの溝3に図
1(b)に示すように被成膜用基板6をセットして成膜
を行うことにより、溝4の成膜パターンに従った成膜が
実行される。
【0037】以下に実際に加工した例を記述する。図1
(a)に示す被成膜用基板6としてはガラス基板を用
い、そのサイズは□50mmで厚さは50μmである。
【0038】このガラス製被成膜用基板6に選択成膜可
能なSiマスクを製作した。まず、図1(a)に示すS
iウェハ1は面方位(110)、厚さ400μmの3イ
ンチウェハを用い溝3,4のエッチング用マスクには熱
酸化法で成膜したSiO2 膜9(3μm)を採用した。
【0039】次に、Siウェハ1裏面の保護用のフォト
レジスト7、Siウェハ1表面の溝3形成用のフォトレ
ジスト8は共にネガティブを用い1μm塗布し、溝3形
成用のフォトマスクパーン寸法はガラス製被成膜用基板
6が入るように縦50.5mm×横51.5mmとし
た。
【0040】このとき、溝3の向きは図1(a)に示す
通りで(111)方向2にパターンの長手方向が向くよ
うにした。続いて、HF/NH4 Fの混合液を用いてS
iO2 膜9をエッチングしキャロスでフォトレジスト8
を剥離した。
【0041】続いて、Siエッチングにおいては、KO
H/H2 Oのエッチャントで300μmエッチングし
た。このSiウェハ表面と同様に裏面にもフォトプロセ
スを施しSiエッチングを行うと両面から50μmエッ
チングされたところで溝が貫通する。
【0042】このように製作したホルダーを兼ねる選択
成膜マスク10にガラス製被成膜用基板6をセットし、
ダミーガラスを押さえ部材13として用いて、実際にN
i/Au膜14を成膜したパターンを図2(b)に示
す。
【0043】この成膜は図1(b)に示すように蒸着ビ
ーム5を発生するEB蒸着法を用いた。Siの熱膨張係
数はステンレスと比較すると約1/6と小さく、成膜後
は従来のように熱膨張によるマスクの変形が少なく、被
成膜用基板6に密着しNi/Au膜7が精度良く成膜さ
れた。
【0044】そして、以上説明したような本発明による
選択成膜マスクを用いて成膜するとマスクの変形による
成膜パターン精度不良が減少すると共に、マスクとホル
ダーを一体型にしたので、選択成膜マスクへの被成膜基
板のセットが容易にでき、ホルダーの取扱いが容易にな
る。
【0045】
【発明の効果】従って、以上詳述したように本発明によ
れば、従来技術の問題点は金属製マスクと被成膜用基板
との間に隙間が生じ易く、しかも金属製マスクは微細な
マスクパターン加工が困難なことから生じるため、マス
クと被成膜基板との間に隙間が生じにくく微細なマスク
パターン加工ができるようにした選択成膜マスク及びそ
の製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による選択成膜マスクを用い
る成膜工程を示す図で、(a)図は外観図、(b)図は
拡大断面図。
【図2】本発明により成膜されたパターン図で、(a)
図は外観図、(b)図は拡大図。
【図3】本発明のSiウェハを用いた選択成膜マスクの
製作方法を工程毎に順次示す図。
【符号の説明】
1…Siウェハ、2…(111)方位、3…溝、4…溝
成膜パターン用、5…蒸着ビーム、6…被成膜用基板、
7,8…フォトレジスト、9…SiO2 膜、10…選択
成膜マスク、13…押さえ部材、14…Ni/Au膜。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マスク材料として異方性エッチングが可
    能な半導体基板を用いて、被成膜用基板を保持する溝と
    選択成膜する開口部とを形成してなることを特徴とする
    選択成膜マスク。
  2. 【請求項2】 半導体基板の表面に被成膜用基板の位置
    出し用となる第1の溝を形成する工程と、 前記半導体基板の裏面に前記被成膜用基板に選択成膜す
    るための成膜パターン用となる第2の溝を形成する工程
    とを具備してなることを特徴とする選択成膜マスクの製
    造方法。
  3. 【請求項3】 前記第1及び第2の溝を形成する工程は
    それぞれ異方性エッチングで行うことを特徴とする請求
    項2に記載の選択成膜マスクの製造方法。
  4. 【請求項4】 前記第1及び第2の溝を形成する工程は
    それぞれ前記半導体基板の表面及び裏面に形成する酸化
    膜または窒化膜をマスクとして異方性エッチングで行う
    ことを特徴とする請求項2または3に記載の選択成膜マ
    スクの製造方法。
  5. 【請求項5】 前記第1及び第2の溝を形成する工程は
    それぞれ前記半導体基板の表面及び裏面に形成する酸化
    膜または窒化膜上に保護用のフォトレジストを形成する
    工程を含むことを特徴とする請求項4に記載の選択成膜
    マスクの製造方法。
  6. 【請求項6】 前記第1の溝を形成する工程は、前記第
    1の溝を形成した後で、該第1の溝部を保護するフォト
    レジストを形成する工程を含むことを特徴とする請求項
    2乃至5のいずれかに記載の選択成膜マスクの製造方
    法。
JP32020294A 1994-12-22 1994-12-22 選択成膜マスク及びその製造方法 Pending JPH08176799A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6893575B2 (en) 2001-09-20 2005-05-17 Seiko Epson Corporation Mask and method of manufacturing the same, electro-luminescence device and method of manufacturing the same, and electronic instrument
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