JPS6390831A - リフトオフ用ステンシルマスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はリフトオフ法によりパターン形成をする場合に
使用されるステンシルマスクの構造に関する。

［従来の技術］ リフトオフ法により薄膜パターンを形成するための手段
としてステンシルマスクが用いられている。第４図（ａ
）〜（Ｃ）及び第５図（ａ）〜（ｃ）は従来のパターン
のリフトオフ法を説明するための工程順を示した断面図
である。まず、第４図（ａ）に示すように基板１上にス
テンシルマスク２を形成する。ステンシルマスク２は図
から明らかなようにアンダーカット構造となっている。

アンダーカット構造とは、第４図（ａ）に示すようにス
テンシルマスク２の上部に位置するひさし部４の径が下
方の径、つまり基板面に接している径よりも大きい構造
を意味する。次に第４図（ｂ）に示すようにステンシル
マスク２を介して基板１上に薄膜を被着する。次に第４
図（Ｃ）に示すようにステンシルマスク２を化学的また
は物理的に除去すると、マスクのひさし部４以外に被着
された薄膜層３が残り、他は除去されパターンが形成さ
れる。通常、スパッタ及び蒸着装置においては、成膜す
る物質の各粒子の基板面に飛来する角度は必ずしもすべ
て基板１の上面に対して垂直ではない。その角度は多か
れ少なかれ非垂直な成分の分布を持っている。したがっ
て、成膜されたパターンの周辺部の形状は第４図（ｂ）
に示すように、ひさし部４の下方の基板に対して非垂直
に飛来する粒子のためのまわり込み効果により薄膜層３
の一部に不均一な厚みを持つ膜３ａが形成されてしまう
。そこで、上記のような欠点を是正するために、アンダ
ーカット構造をもたないステンシルマスクを使用したリ
フトオフ法が考えられる。このリフトオフ工程を第５図
（ａ）〜（Ｃ）に示す。まず、第５図（ａ）に示すよう
に基板１上にステンシルマスク２′を形成する。ステン
シルマスク２′は図示しているように上方２ａ’　の径
と下方２ｂ’の径が等しい円柱状の構造となっている。

次に第５図（ｂ）に示すようにステンシルマスク２′を
介して基板１上に薄膜を被着する。このようにすると、
パターン化される膜の周辺部の膜厚は前記のまわり込み
効果がないため、確かに均一になるが、成膜後の膜の断
面は第５図（ｂ）に示したようにステンシルマスク２′
と基板１の上部にそれぞれ形成された薄膜層３′と薄膜
層３とは連続して接合し、ステンシルマスク２′の外周
を被覆してしまい、ステンシルマスク２′を除去するこ
とが不可能となり、リフトオフによるパターン形成はで
きない。また、無理に形成できたとしても第５図（Ｃ）
に示すように背の高いバリ５が付着したパターンとして
形成される。

［発明が解決しようとする問題点］ 前記のように成膜時に粒子が基板面に対し非垂直な飛来
の方向成分を持っているので、従来のようなステンシル
マスクでのリフトオフ法により形成され、パターン化さ
れた薄膜層は二つの欠点、すなわち、■パターン周辺部
の膜厚の不均一性、■パターン周辺部のバリ生成、のい
ずれかを必然的に二者択一的に有している。

以下にこの二つの欠点を具体例を挙げて説明する。第４
図（ｂ）に示すようにアンダーカット構造を持つステン
シルマスク２の場合において、上方から薄膜を被着する
と、薄膜がひさし部４の下方にまわり込んでしまう。す
なわち、ひさし部４の上方のパターンと大きざが違った
パターンが形成されてしまうこととなる。まわり込み効
果自体の制御の困難さにより所望のパターンサイズの制
御は１ｑられにくいものとなっていた。たとえパターン
サイズが制御できたとしても周辺部の膜厚不均一性つま
り、膜厚の薄化は例えば膜が絶縁膜である場合はその絶
縁性の劣化、そして、膜が導体である場合にはその抵抗
、インダクタンスなどの設計値からのズレなどの現象が
生じてしまい、パ・ターン精度を悪化させる。

一方、第５図（Ｃ）に示すようにアンダーカット構造を
もたないステンシルマスク２′によって形成された薄膜
層３に付着しているバリ５はその存在により以下の様な
電気的な悪影響を及ぼす。たとえば、薄膜層３が絶縁体
である場合、前記絶縁体層の上層に伝導体層が積層され
ていた場合に、バリ５の高さが充分に前記伝導体層の膜
厚を上まわっていれば、前記伝導体層を破壊して該伝導
体層を電気的に断線することになる。又、薄膜層３が下
部伝導体であり、その上層に中間絶縁体層が、更にその
上層に上部伝導体が積層されている場合にバリ５の高さ
が充分に中間絶縁層の膜厚を上まわっていたならば、本
来完全に絶縁されているべき前記下部伝導体と前記上部
伝導体はバリ５を介して短絡するようなことになる。

本発明の目的は上記の問題点を解消したステンシルマス
クを提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は基板の表面を薄膜層のパターン形状に被覆する
アンダーカット構造をもたないリフトオフ用ステンシル
マスクにおいて、パターン形状に象られて基板上に形成
される薄膜層の周縁部に生成するバリを受け入れる溝を
マスク本体のパターン部側壁に設けたことを特徴とする
リフトオフ用ステンシルマスクである。

［作　用］ 本発明に係るステンシルマスク２″は、第３図（ａ）、
　（ｂ）、　（ｃ）に示すようにステンシルマスクの凸
状パターン２８″最上部８の大きざと基板接触部６の大
きさとを同一にした、すなわちアンダーカット構造をも
たない構成のものであり、パターン２ａ″の側壁は基板
１上に形成された薄膜層３の周縁部３ｂに生成するバリ
５を受け入れる溝７を有する構造になっている。

第３図（ａ）に示すような断面構造を持つステンシルマ
スク２″を基板１に設けて薄膜をマスクを介して基板１
上に被着する。第３図（ｂ）に示すように薄膜層３の膜
厚ｔ。をステンシルマスク２″の基板接触部６の厚ざｔ
ｌと同じにすると、ステンシルマスク２″に溝７が設け
であるので、前記薄膜層３が被着したときに、前記ステ
ンシルマスク２″と基板１の上部とにそれぞれ形成され
た薄膜層３．３′が溝７により上下に分離されて不連続
状態となる。したがって、ステンシルマスク２″を化学
的または物理的に除去することによりリフトオフ工程が
簡単に達成される。薄膜層３の周縁部に生成するバリ５
は溝７により受け入れられるから、バリ５の高さは第３
図（Ｃ）に示すように低く抑えられる。また、ステンシ
ルマスクのパターンの側壁にはアンダーカット構造がな
いので、まわり込み効果がなく、所望のパターン形状に
薄膜層を容易に形成できるものである。

［実施例コ 以下、本発明の実施例を図により説明する。

（実施例１） 第１図（ａ）〜（ｆ）は本発明の実施例１を示すもので
ある。本実施例に係るステンシルマスク２″は第１図（
ｂ）のように基板１上の薄膜層３の一部に凹部パターン
３ａを形成するための凸状のパターン２ａ″を有する構
造になっている。第１図（ａ）に示すステンシルマスク
２″のパターン２ａ″は、第１図（Ｃ）、　（ｄ）のよ
うに縦及び横方向に断面した切断端面の縁部に沿う点α
、β、γ、δ、点ε、ζ。

η、θ、点α′、βＦ　、　７７、δ′、点ε′。

ζ′、η′、θ′が基板１の上面に対する垂線上にそれ
ぞれ位置するようにパターン２８″の各外側面が基板１
の上面に対し垂直に切り立った直六面体構造であり、第
１図（ａ）に示すようにパターン２ａ“の最上部８の大
きさと基板接触部６の大きざとは同一で、かつパターン
２ａ″の各側壁にはアンダーカット構造をもたない構成
になっている。

第１図（ａ）、（ｂ）　、第３図（ｂ）に示すように本
実施例に係るステンシルマスク２″は上１本したような
直六面体構造の凸状パターン２８″を有し、該ステンシ
ルマスク２″は、パターン形状に象られて基板１上に形
成される薄膜層３の内周縁部３ｂに生成するバリ５を受
け入れる溝７を凸状パターン２の外側面全周に亘って設
けたものである。

本実施例では第３図（ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）に基い
て説明したように基板１上にステンシルマスク２″を設
け、該マスク２″を介して薄膜を基板１上に被着した後
、ステンシルマスク２″を化学的又は物理的に除去して
第１図（ｂ）に示すように一部に凹部パターン３ａを有
する薄膜層３を基板１上に形成する。ここで、パターン
２ａ″の基板接触部６の厚ざｔｌについては被着する薄
膜層３の厚さｔｏと等しい厚さとなるようにすることに
より、パターン化された薄膜層３の周縁部３ｂの膜厚は
第１図（ｅ）。

（ｆ）に示すような少量のバリ５を除いては均一なもの
となる。また、第１図（ａ）に示す溝７の上下中１２は
薄膜を被着したときに第３図（ｂ）のようにステンシル
マスク２″と基板１の上部とにそれぞれ形成された薄膜
層３と３′　とが不連続な状態になるように十分広く設
定し、薄膜層３０周縁部３ｂに生成するバリ５を受け入
れてそのバリ５の高さを低く抑える。基板接触部６の厚
ざｔｌと薄膜層３の厚さｔ。どの差が大きくなると、そ
の分だけバリの高さも増えてしまうので、厚さｔ。とｔ
ｌとの差は小さくする必要がある。第１図（ｂ）はステ
ンシルマスク２″を使用してリフトオフを行った後のパ
ターン形状を示すものでおるが、第１図（ｅ）、（ｆ）
に示すようなバリ５は実際にはその高さが低くなるので
、第１図（ｂ）では省略しである。

本発明に係るステンシルマスク２″は例えばフォトレジ
スト又は金属膜等にて構成することが可能である。

（実施例２） 第２図（ａ）、　（ｂ）は・本発明の実施例２を示すも
のである。本実施例に係るステンシルマスク２″は第２
図（ｂ）のように凸状パターンの薄膜層３を基板１上に
パターン形成するための凹状パターン２ａ″を有する構
造になっている。

本実施例に係るステンシルマスク２″はその中央部に凹
状パターンとしての矩形状透孔２ａ″を有しており、透
孔２ａ″の内周壁に溝７を薄膜層３の膜厚ｔ。とほぼ同
じ高さ位置ｔ１に設けたものである。本実施例によれば
、前実施例とは逆に薄膜層３の周縁部３ｂから外周に張
り出したバリ５がマスク２″の溝７内に受け入れられて
その高さが低く抑えられる。第２図（ｂ）には、バリ５
の高さが低く少量であるため省略しである。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、リフトオフ工程が
簡単にでき、パターン精度の制御性が高く、ざらにパタ
ーン周辺部の膜厚が均一な膜として得ることができ、か
つバリによる障害をなくすことができるという効果を有
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の実施例１を示す斜視図、第１図
（ｂ）は本発明によりパターン形成された基板を示す斜
視図、第１図（Ｃ）は第１図（ａ）のＡ−Ａ′線断面図
、第１図（ｄ）は第１図（ａ）のＢ−Ｂ′線断面図、第
１図（ｅ）は第１図（ｂ）ノｃ−Ｃ′線断面図、第１図
（ｒ）ハ第１図（ｂ）（７）Ｄ−Ｄ′線断面図、第２図
（ａ）は本発明の実施例２を示す斜視図、第２図（ｂ）
は本発明によりパターン形成された基板を示す斜視図、
第３図（ａ）、（ｂ）。 （Ｃ）は本発明に係るステンシルマスクによるリフトオ
フ法を説明する断面図、第４図（ａ）、　（ｂ）、　（
Ｃ）は従来のアンダーカット構造をもつステンシルマス
クによるリフトオフ法を説明する断面図、第５図（ａ）
、　（ｂ）、　（Ｃ）は従来のアンダーカット構造をも
たないステンシルマスクによるリフトオフ法を説明する
断面図である。 １・・・基板　　　　　　２″・・・ステンシルマスク
３・・・薄膜層　　　　　５・・・バリア、７′・・・
溝（整形部）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板の表面を薄膜層のパターン形状に被覆するア
   ンダーカット構造をもたないリフトオフ用ステンシルマ
   スクにおいて、パターン形状に象られて基板上に形成さ
   れる薄膜層の周縁部に生成するバリを受け入れる溝をマ
   スク本体のパターン部側壁に設けたことを特徴とするリ
   フトオフ用ステンシルマスク。