(57)【要約】【課題】応力緩和パターンにより基板の反りを防止して、しかも、応力緩和パターン基板の強度低下の問題がなく、必要に応じ、応力緩和パターンを通じた冷却ガスの流出を抑えられるようにする。【解決手段】基板１と、この基板１へのエッチング加工を行う加工パターン４を持ったマスク層２と、このマスク層２の周辺域４ｂに設けられて基板１を反らせる内部応力を緩和する応力緩和パターン３とを備え、この応力緩和パターン３は内側位置から基板１外周位置まで不連続なパターン形状にて設け、応力緩和パターン３は穴パターン部３ａを含むものとして、上記の目的を達成する。【選択図】図１
2008139424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、この基板へのエッチング加工を行う加工パターンを持ったマスク層と、このマスク層の周辺域に設けられて基板を反らせる内部応力を緩和する応力緩和パターンとを備え、この応力緩和パターンは内側位置から基板外周位置まで不連続なパターン形状にて設け、応力緩和パターンは穴パターン部を含む半導体装置製造基材。
【請求項２】
穴パターン部は、丸穴である請求項１に記載の半導体装置製造基材。
【請求項３】
応力緩和パターンは、基板への通常エッチ深さ未満またはエッチ深さがほぼゼロとなるように加工パターンの有効寸法未満としてエッチングを抑制するようにした請求項１、２のいずれか１項に記載の半導体装置製造基材。
【請求項４】
応力緩和パターンは、加工パターンエリアの外まわりに沿った最内側のスリット状パターン部を有し、このスリット状パターン部の外側に請求項１に記載の穴パターン部が、スリット状パターン部と独立して、配設されている請求項１〜３のいずれか1項に記載の半導体装置製造基材。
【請求項５】
穴パターン部は、スリット状パターン部側から基板の外周側に向け並ぶ列をなして設けられ、列は単列ブロック単位、複数列ブロック単位、十字列ブロック単位で配設されている請求項４に記載の半導体装置製造基材。
【請求項６】
基板へのエッチング加工を行う加工パターンと、周辺域に内側位置から基板外周位置まで不連続なパターン形状を有して基板を反らせる内部応力を緩和する請求項１〜５のいずれか１項に記載された半導体装置製造基材における応力緩和パターンと、を持った基板上に形成されたマスク層を介して、基板のエッチング加工を行う工程、を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
マスク層は、基板の両面に形成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体装置製造基材。
【請求項８】
基板のエッチング工程は基板の両面につき、裏面をガス冷却しながら片面ずつ行う請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板へのマスク層を介したエッチング加工により半導体装置を製造するのに適用する半導体装置製造基材とこれを用いた半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置を製造するのに、基板にパターニングのためのマスク層やパターン形成層などの薄膜が蒸着やメッキといった成膜手法により形成され、マスク層を介したエッチングによるパターニングが行われる。このような基板上に形成されるマスク層などの薄膜は自身の内部応力によって基板を反らせる。この基板の反りはパターニングによって解放されるが、反り状態で行ったパターニングは基板の反りが戻った分だけ位置ずれする。このような基板の反りとそれによる位置ずれは基板が薄くなるほど、基板に形成するパターンが微細化し高精度化するほど、問題となり近時その許容幅は勢い小さくなっている。
【０００３】
このような問題を解消するのに、基板に反りを生じさせる薄膜にその内部応力を緩和するスリットを形成する技術が既に知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００４】
特許文献１は、基板上に遮光材料によりパターン状の遮光部を形成し、これを用いて被露光材を露光し、パターン転写して被露光材に各種のパターンを形成する技術において、基板のパターンが形成されている側の面の面上の周辺部に枠状の遮光膜を有した露光用のマスクにおいて、前記枠状の遮光膜をその内周から外周に至るスリットによって四角形に分割してなる露光用マスクをネガパターンマスクに構成し、ポジパターンマスクと重ね合わせて使用する技術を開示しており、遮光膜によるストレスが前記分割によって分散され、反りによるパターンずれが小さくなるとしている。
【０００５】
特許文献２は、光リソグラフィプロセスに用いるフォトマスク層の製造において、図７、図８に示すように基板ａ上に設けたレジストｂのパターンエリアｂ１に図９に示すようなメインパターンｃを設けるとともに、内部応力の伝達を緩和あるいは遮断する図７、図８に示すような応力緩和パターンｄを設ける技術を開示している。図７に示す応力緩和パターンｄはパターンエリアｂ１の外まわりに沿ったスリット状をなし、図８に示す応力緩和パターンｄはパターンエリアｂ１を囲う井桁状のパターン形状をなしたスリット状をなしている。なお、特許文献２にはパターンエリアｂ１が基板の全域に対応する場合と、複数配列したチップ域個々に対応する場合との例が開示されている。いずれにしても、パターンエリアｂ１に形成するメインパターンｃはレジストｂの下層であるクロムよりなる金属薄膜ｅへのパターン転写に供される。
【特許文献１】特許第３１５８５１５号公報
【特許文献２】特開２００４−２９４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、半導体装置の基板が薄くなるのに併せ、基板自体にエッチングを施すいわゆるバルクエッチングが要求されるようになり、基板上にＮｉやＣｒなどによるマスク層を設けて基板にパターニングを施すと、特許文献１、２に記載されるような基板自体にパターニングが及ばない場合と同様に、マスク層の内部応力により基板に反りが生じ、パターニング後の基板の反り解放によるパターニングずれが生じる。
【０００７】
そこで、本発明者はマスク層に応力緩和パターンを形成することを種々に試みた。図１０（ｄ）に示す場合は、基板ｊ上に形成したマスク層ｆに非貫通な溝状パターンｇを形成しており、基板ｊへの所定の加工パターンでない基板ｊ周辺域での強度低下の原因となるエッチングは生じないが、十分な応力緩和効果が得られない。図１０（ｃ）に示す場合は、マスク層ｆに貫通したスリット状パターンｈを形成しており、十分な応力緩和効果は得られるが、スリット状パターンｈに対応した基板ｊへの不要なエッチング部ｉが加工パターン部分と同様なエッチ深さで生じる。特に、十分な応力緩和のためにスリット状パターンｈを図８に示す例のようにマスク層ｆの周辺域の最内側から基板の外周位置にまで連続して、拡張し、また多数配設すると基板ｊ自体にエッチングするため基板ｊの強度低下が大きくより一層問題になる。また、繋がったスリット状パターンｈが基板ｊの周辺域の最内側から外周に達して側方へ開放されていると、基板の両面につき片面ずつ裏面側でのガス冷却を伴いエッチング加工するような場合、スリット状パターンｈを通じて冷却ガスが外部に多く流出して冷却効果が低くなる問題もある。
【０００８】
これに対し、スリット状パターンｈを内側から基板ｊの外周位置まで繋がらない不連続なパターン形状にてマスク層ｆの周辺域に拡張し、また多数配設するか、このように拡張し、多数配設するスリット状パターンｈが連続していても図１０（ｂ）に例示するような加工パターンの有効幅寸法未満となる条件にてスリット状パターンｈを形成して、それを通じた基板ｊへの不要なエッチングがエッチング加工での通常のエッチ深さにまで進行しない、エッチ規制現象を得るようにすると、十分な応力緩和で基板ｊに反りが生じるのを十分に防止しながら、スリット状パターンｈ部を通じた不要なエッチングによる基板ｊの強度低下が防止できることを知見した。
【０００９】
併せ本発明者は、図１０（ａ）に示すように穴パターンｋを形成したところ、スリット状パターンｈに比して基板ｊへのエッチング規制に有効であり、スリット状パターンｈの幅に等しい径の穴パターンｋとして基板ｊへのエッチ深さがスリット状パターンｈの場合よりも十分に小さくなる。その径によっては図１０（ａ）に示すように基板ｊへのエッチ深さがほぼゼロになる条件にても設けられる。
【００１０】
本発明の目的は、このような新たな知見に基づき、基板を反らせる内部応力を緩和する応力緩和パターンにより基板の反りを防止して、しかも、応力緩和パターン基板の強度低下の問題がなく、必要に応じ、応力緩和パターンを通じた冷却ガスの流出を抑えられる半導体装置製造基材とこれを用いた半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記のような目的を達成するために、本発明の第１の態様の半導体装置製造基材によれば、基板と、この基板へのエッチング加工を行う加工パターンを持ったマスク層と、このマスク層の周辺域に設けられて基板を反らせる内部応力を緩和する応力緩和パターンとを備え、この応力緩和パターンは内側位置から基板外周位置まで不連続なパターン形状にて設け、応力緩和パターンは穴パターン部を含むことを特徴としている。
【００１２】
このような特徴によれば、基板へのエッチング加工を行う加工パターンを持ったマスク層の周辺域に応力緩和パターンを設けることで、そのパターンに応じマスク層の内部応力を十分に緩和して基板が反るのを防止できる上、この応力緩和パターンが穴パターン部を含んで、内側位置から基板外周位置まで不連続に形成しているので、穴パターン部によって基板のエッチング加工時に応力緩和パターンを通じた不要なエッチングをより有利に抑制しながら、穴パターン以外において加工パターン同様にエッチングが進行したとしても基板の強度低下を十分に抑えられる。併せ、基板の両面にマスク層を設けて片面ずつ裏面でのガス冷却を伴いエッチング加工するような場合でも、応力緩和パターンがマスク層の周辺域の最内側から基板の外周位置まで不連続であることにより、冷却ガスが応力緩和パターンを通じて基板の外周位置から外部へ流出するのを抑えられる。しかも、前記各種のパターン部は穴パターン部であっても基板とマスク層との関係において、応力の緩和が必要な向きや位置に応じマスク層の周辺域に内部応力を分断や分散しやすい配設、また応力緩和位置を増加するよう多数配設するなどしやすく、応力緩和による基板の反り防止に好適である。
【００１３】
本発明の第２の態様の半導体装置製造基材によれば、第１の態様において、さらに穴パターン部は、丸穴であることを特徴としている。
【００１４】
このような特徴によれば、丸穴は特に、基板のエッチング抑制に有利でありそれ自体に方向性はないが配列によって種々な方向性が得られ、配列方向に交差する方向の内部応力を分断することができる。
【００１５】
本発明の第３の態様の半導体装置製造基材によれば、第1、第２の態様のいずれか１つにおいて、さらに、応力緩和パターンは、基板への通常エッチ深さ未満またはエッチ深さがほぼゼロとなるように加工パターンの有効寸法未満としてエッチングを抑制するようにしたことを特徴としている。
【００１６】
このような特徴によれば、応力緩和パターンによるマスク層の応力緩和で基板の反りを防止しながら、応力緩和パターンの大きさによって基板へのエッチング加工時に生じる応力緩和パターンを通じた不要なエッチングが加工パターンによる通常エッチ深さ未満またはエッチ深さがほぼゼロとなるようにエッチ規制できるため、不要なエッチングにより基板の強度が低下するのをさらに抑制することができ、基板の強度低下が問題となりやすい薄い基板のマスク層やマスク層の外周寄りの範囲に配設する応力緩和パターンとして特に有効である。なお、エッチ深さがほぼゼロとは、実質的に０μｍのエッチ深さのことで、応力緩和に悪影響を及ぼさない、例えば±１μｍ程度のエッチ深さも実質的に０μｍのエッチ深さ範囲に含まれるものである。
【００１７】
本発明の第４の態様の半導体装置製造基材によれば、第１〜第３の態様のいずれか１つにおいて、さらに、応力緩和パターンは、加工パターンエリアの外まわりに沿った最内側のスリット状パターン部を有し、このスリット状パターン部の外側に第１態様における穴パターン部が、スリット状パターン部と独立して、配設されていることを特徴としている。
【００１８】
このような特徴によれば、マスク層の周辺域における最内側では加工パターンエリアの外まわりに沿ったスリット状パターン部の矩形をなすなどした連続性を利用した加工パターンエリア領域と周辺域との分断ないしほぼ分断による放射方向での内部応力の分散に加え、スリット状パターン部の外側にこれと独立して配設した第１の態様における穴パターン部の不連続性を確保した配設により周辺域での内部応力の周方向またはおよび放射方向での分散を図って、基板の強度低下や冷却ガスの流出の問題なしに応力緩和効果を高められる。
【００１９】
本発明の第５の態様の半導体装置製造基材によれば、第４の態様において、さらに、穴パターン部は、スリット状パターン部側から基板の外周側に向け並ぶ列をなして設けられ、列は単列ブロック単位、複数列ブロック単位、十字列ブロック単位で配設されていることを特徴としている。
【００２０】
このような特徴によれば、穴パターン部はそれが配列されている方向にその穴の大きさと配列ピッチとに比例した内部応力の分断、分散を図りながら、それが配列された方向に交差する方向の内部応力の分断が図れるので、高い不連続性と基板の強度低下防止性とを発揮しながら基板の反りを防止しやすい。
【００２１】
本発明の第６の態様の半導体装置の製造方法によれば、基板へのエッチング加工を行う加工パターンと、周辺域に内側位置から基板外周位置まで不連続なパターン形状を有して基板を反らせる内部応力を緩和する本発明の第1〜第５の態様のいずれか１つの半導体装置製造基材における応力緩和パターンと、を持った基板上に形成されたマスク層を介して、基板のエッチング加工を行う工程、を備えたことを特徴としている。
【００２２】
このような特徴によれば、本発明の第１〜第５の態様の半導体装置製造基材のいずれか１つを利用して、マスク層の内部応力を応力緩和パターンにて緩和して基板に反りが生じないか反りを低減した状態で基板にエッチング加工を施して半導体装置を製造し、しかも、基板へのエッチング加工に際する応力緩和パターンを通じた基板への不要なエッチングによる基板の強度低下を防止することができ、併せ、基板の両面につき片面ずつ裏面でのガス冷却を伴いエッチング加工する際の応力緩和パターンを通じた冷却ガスの流出を抑えて冷却効果が低下するのを防止することができる。
【００２３】
本発明の第7の態様の半導体装置製造基材によれば、第１〜第５の態様のいずれか1つにおいて、さらに、マスク層は、基板の両面に形成されていることを特徴としている。
【００２４】
以上から、本発明の第１〜第５の態様の半導体装置製造基材のいずれか１つは、マスク層が、基板の両面に形成されている本発明の第７の態様を含み、本発明の第６の態様の半導体装置の製造方法は、基板のエッチング工程は基板の両面につき、裏面をガス冷却しながら片面ずつ行う本発明の第８の態様を含む。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の半導体装置製造基材とこれを用いた半導体装置の製造方法によれば、マスク層の周辺域に設けた応力緩和パターンによりマスク層の内部応力を十分に緩和して基板が反るのを防止しながら、基板へのエッチング加工に伴なう応力緩和パターンを通じた不要なエッチングによる基板の強度低下が、マスク層の最内側から基板外周位置まで不連続なこと、穴パターン部による深さがほぼゼロを含む通常のエッチ深さ未満に抑制すること、によって簡単に抑えられ、さらに基板の両面につき片面ずつ裏面でのガス冷却を伴いエッチング加工するのに、冷却ガスが応力緩和パターンを通じて基板の外周から外部へ流出するのを抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の半導体装置製造基材とこれを用いた半導体装置の製造方法について、図１〜図１０を参照して説明する。しかし、以下の説明は本発明の具体例であって特許請求の範囲の記載の内容を限定するものではない。
【００２７】
本実施の形態の半導体装置製造基材は、図５に示す例のように、基板１と、この基板１へのエッチング加工を行う図５（ｃ）に示すような加工パターン４を持ったマスク層２と、このマスク層２の周辺域に図1の例、図２の例、図３の例、図４の例に示すように設けられて基板１を反らせるマスク層２の内部応力を緩和する応力緩和パターン３とを備えている。ここで、基板１は例えば、石英、ガラス、ＰＸ、水晶、ＬＴ、ＬＮ、ＳｉＣ、サファイア、Ｓｉなどであり、難エッチング材を含む各種のものが採用でき、厚さは４００μｍ程度以下のものが一般に用いられ、薄いもので１００μｍ程度のものまであり、反りやすいし強度低下の問題が著しい。マスク層２はＮｉやＣｒのほか、Ａｌ、Ｔｉ、ＳｉＮ、ＳｉＯ2、Ａｕなどが適用される。これらは基板１上に蒸着やメッキといった成膜手法によって形成され、概ね収縮の内部応力を呈し、基板１にマスク層２側で凹となる反りを生じさせて、既述したエッチング加工によるパターニングの位置ずれの問題となる。もっとも、マスク層２は基板１に対し引張りの内部応力を持っていて基板１を前記とは逆向きに反らせることもある。このような基板１の反りの向きに関係なく基板１を反らせる内部応力を持つ材料によるマスク層２一般に本発明は適用される。
【００２８】
既述のように応力緩和パターン３は、マスク層２の内部応力を分散して基板１に反りを生じさせる応力を緩和し、基板１が反るのを防止ないしは軽減するので、マスク層２を介した、つまりその加工パターン４を通じたエッチング加工の工程を有して半導体装置を製造するのに、基板１のマスク層２による反りが応力緩和パターン３により防止され、軽減される分だけ、エッチング加工によるパターニングずれが軽減し、パターニング精度が向上する。
【００２９】
しかし、マスク層２の応力緩和パターン３は、基板１へのエッチング加工に際し基板１の強度低下となる不要なエッチング部分ともなる。これに対処するのに、本実施の形態では１つの例として、マスク層２の周辺域４ｂに設ける応力緩和パターン３を、図１〜図４に代表的なものにつき個別に示す各例のように、内側位置から基板１の外周位置まで不連続なパターン形状にて設け、応力緩和パターン３は穴パターン部３ａを含むものとしている。
【００３０】
したがって、基板１へのエッチング加工を行う加工パターン４を持ったマスク層２の周辺域４ｂに応力緩和パターン３を設けることで、そのパターン形状に応じマスク層２の内部応力を十分に緩和して基板１が反るのを防止し、あるいは軽減できる上、この応力緩和パターン３が穴パターン部３ａを含んで、周辺域４ｂの内側位置から基板１の外周位置まで不連続に形成しているので、図５（ａ）に示す穴パターン部３ａによって図５（ｂ）に示すスリット状パターン部３ｂに比し基板１のエッチング加工時の応力緩和パターン３を通じた不要なエッチングをより有利に抑制しながら、穴パターン部３ａ以外の基板１のエッチング加工時に応力緩和パターン３を通じた不要なエッチングが加工パターン同様に進行したとしても不要なエッチング部分が連続せず、図８に示す先行例のように内側から基板１の外周位置まで繋がったスリットに沿って不要なエッチング部が線状に連続して形成されるような場合に比し、基板１の強度低下を抑えられる。
【００３１】
しかも、図示しないが基板１の両面にマスク層２を設けて片面ずつ裏面でＨｅガスなどの冷却ガスによりガス冷却を伴いエッチング加工するような場合でも、応力緩和パターン３がマスク層２の周辺域４ｂの最内側から基板１の外周位置まで繋がらない不連続であることにより、冷却ガスが応力緩和パターン３を通じて基板１の外周位置から外部へ流出するのを抑えられるので、冷却効率が低下するようなことながい。
【００３２】
ここで、応力緩和パターン３は図５（ａ）（ｂ）に示すように、それを通じた不要なエッチングでのエッチ深さＨ２が図５（ｃ）に示す基板１の加工パターン４を通じたエッチング加工による通常エッチ深さＨ１未満または深さＨ２がほぼゼロとなるようにエッチングを抑制する大きさを有して設けるようにしている。これにより、応力緩和パターン３によるマスク層２の応力緩和で基板１の反りを防止しながら、応力緩和パターン３の大きさによって基板１へのエッチング加工時に生じる応力緩和パターン３を通じた不要なエッチングが通常エッチ深さＨ１未満となるようにエッチ規制できるため、応力緩和パターン３に起因した不要なエッチングにより基板１の強度が低下するのを、先の例のように内側から基板１の外周位置まで不連続にするという規制なしにも十分に抑制することができ、基板１の強度低下が問題となりやすい薄い基板１のマスク層２や各種厚さの基板１でのマスク層２の周辺寄りの範囲に配設する応力緩和パターン３などとして特に有効である。なお、エッチ深さがほぼゼロとは、実質的に０μｍのエッチ深さのことで、応力緩和に悪影響を及ぼさない、例えば±１μｍ程度のエッチ深さも実質的に０μｍのエッチ深さ範囲に含まれるものである。
【００３３】
それには、図５（ａ）（ｂ）に示すように応力緩和パターン３の幅Ｂ２または径Ｂ２を、加工パターン４の図５（ｃ）に示す有効幅Ｂ１または径の大きさ未満とするのが好適である。この場合、応力緩和パターン３が加工パターン４の有効な幅Ｂ１または径の大きさ未満の幅Ｂ２または径Ｂ２としたことにより、エッチング幅または径とエッチ深さとの図６に示すような相関性によるマイクロローディング効果といわれるエッチ抑制効果を持つことになり、基板１へのエッチング加工に伴なう応力緩和パターン３を通じた不要なエッチングを、幅Ｂ２や径Ｂ２を小さくした分だけ抑制して基板１へのエッチング加工による通常のエッチ深さＨ１未満のＨ２とすることができ、基板１の強度低下をさらに抑えられる。特に、穴パターン部３ａではスリット状パターン部３ｂに比しエッチング抑制効果は高い。これは、穴パターン部３ａ内のガス封じ込め作用が高く更新されにくいことによると思われる。特に、穴パターン部３ａが図１〜図４に示す各例のように丸穴であると、基板１のエッチング抑制に有利である上、それ自体に方向性はないが図１〜図４に示す各例のような配列によって種々な方向性が得られ、配列方向に交差する方向の内部応力を分断することができる。
【００３４】
発明者の経験から、加工パターン４の幅Ｂ１に対して応力緩和パターン３の幅Ｂ２や径Ｂ２は１／４〜１／２０程度として、エッチ深さＨ２を５〜２０μｍ程度に抑えられ、穴パターン部３ａでは図５（ａ）に示すように基板１のエッチ深さＨ２をほぼゼロとすることもできる。
【００３５】
丸穴とした穴パターン部３ａの断面形状は、図５（ａ）（ｂ）ではストレートな断面形状としているが、断面が基板１側に向かって狭まるテーパ形状としてもよい。これによりマスク層２のテーパ面からのエッチング領域に落ちる残渣によりエッチングの進行を早期に規制するエッチングストップにより基板１へのエッチ深さを通常エッチ深さ未満にして基板１の強度低下を抑えることができる。
【００３６】
１つの実施例を示すと、石英よりなる基板１の厚みが１５０μｍ程度、Ｎｉよりなるマスク層２の厚みが２μｍ程度、エッチング加工による通常エッチ深さＨ１が５０μｍ程度の加工条件において、加工パターン４の最小有効幅Ｂ１はほぼ１０μｍ程度であり、これに対して応力緩和パターン３のスリット状パターン部３ｂの幅Ｂ２を２μｍ程度以下として基板１のエッチ深さＨ２を１０μｍ以下程度に抑えられ、丸穴の穴パターン部３ａの径Ｂ２を２μｍ以下程度として基板１のエッチ深さＨ２をほぼゼロとすることができ、基板１の強度低下は十分に抑制できた。
【００３７】
なお、加工条件としては次の通りである。希釈ガスはアルゴンもしくはヘリウムを用い、通常、Ｃ4Ｆ8／希釈ガス＝１０〜３０／０〜１２０ｓｃｃｍ、０．５〜２．０Ｐａ、ＩＣＰ／Ｂｉａｓ＝１０００〜２０００／２００〜６００Ｗ、電極温度−２０℃とされるが、今回は、Ｃ4Ｆ8／希釈ガス＝３０ｓｃｃｍ、圧力０．５Ｐａ、ＩＣＰ＝１５００Ｗ、Ｂｉａｓ＝３５０Ｗにすることで、ＣＦ系ポリマーのデポジションを発生させてエッチストップ効果を得、穴パターン部３ａ内のガス封じ込め作用により穴パターン部３ａ内のエッチング加工を特に抑制できた。但し条件は装置固有のパラメータを有しているので、一部上記の範囲外になる場合もある（本加工条件の装置は、パナソニックファクトリーソリューションズ製の型式Ｅ−６２０にて実験を行なった。）。
【００３８】
本実施の形態の応力緩和パターン３は、図１〜図４に示す各例のように、加工パターンエリア４ａの外まわりに沿った最内側のスリット状パターン部３ｂを有し、このスリット状パターン部３ｂの外側に穴パターン部３ａが、スリット状パターン部３ｂと独立して配設している。これにより、マスク層２の周辺域４ｂにおける最内側では加工パターンエリア４ａの外まわりに沿ったスリット状パターン部３ｂの矩形をなすなどした連続性を利用した加工パターンエリア４ａ領域と周辺域４ｂとの分断ないしほぼ分断による放射方向での内部応力の分散に加え、スリット状パターン部３ｂの外側にこれと独立して配設した穴パターン部３ａの不連続性を確保した配設により周辺域４ｂでの内部応力の周方向またはおよび放射方向での分散を図って、基板１の強度低下や冷却ガスの流出の問題なしに応力緩和効果を高められる。
【００３９】
図１、図２、図３、図４に示す各例の穴パターン部３ａは、スリット状パターン部３ｂ側から基板１の外周側に向け並ぶ列をなして設けてあり、例えば、列は図１に示す例のような単列ブロック単位、図２、図３に示す各例のように複数列ブロック単位、図４に示す例のように十字列ブロック単位で配設している。このような穴パターン部３ａはそれが配列されている方向にその穴の大きさと配列ピッチとに比例した内部応力の分断、分散を図りながら、それが配列された方向に交差する方向の内部応力の分断が図れるので、高い不連続性と基板の強度低下防止性とを発揮しながら基板１の反りを防止しやすい。図２に示す例のように穴パターン部３ａの配列密度が高い程内部応力の分散度を高められるし、図２、図３に示す例のように千鳥状配置では特に、複合した方向性のある応力分散を広域にて実現することができる。また、図４に示す例のように十字列の配列では特に、十字に沿った互いに直角なＸＹ２方向において、それと直交する向きに応力の分散が図れるのに加え、これらＸＹ２方向の中間方向となる互いに直角な２つの斜め方向においても穴パターン部３ａの配列方向に直角な向きに応力分散が図れる。
【００４０】
ここで、上記したような各種の半導体装置製造基材を用いて、半導体装置を製造するには、基板１へのエッチング加工を行う加工パターン４と、周辺域４ｂに内側位置から基板１の外周位置まで繋がらない不連続なパターン形状とし、エッチ深さＨ２が基板１の加工パターン４を通じたエッチング加工による通常エッチ深さＨ１未満となるようにエッチングを抑制する大きさを有したものとして設けた穴パターン部３ａを含む応力緩和パターン３とを持った基板１上に形成されたマスク層２を介して、基板１のエッチング加工を行う工程を備えればよい。この結果、マスク層２の周辺域４ｂに設けた応力緩和パターン３によりマスク層２の内部応力を十分に緩和して基板１が反るのを防止しながら、基板１へのエッチング加工に伴なう応力緩和パターン３を通じた不要なエッチングが、マスク層２の周辺域４ｂにおける最内側から基板１の外周位置まで繋げない不連続であること、通常のエッチ深さＨ１未満に抑制することによって基板１に強度低下をもたらすのを簡単に抑えられ、基板１の両面につき片面ずつ裏面でのガス冷却を伴いエッチング加工するのに、冷却ガスが応力緩和パターン３を通じて基板１の外周から外部へ流出するのを抑えられる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は基板のマスクを介したバルクエッチングにおいて、マスク層に設けた応力緩和パターンにより基板の反りを防止しながら、応力緩和パターンに起因した不要なエッチングによる基板の強度低下や、応力緩和パターンを通じた冷却ガスの流出を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る実施形態の半導体装置製造基材の第１の例を示す要部の平面図である。
【図２】本発明に係る実施形態の半導体装置製造基材の第２の例を示す平面図である。
【図３】本発明に係る実施形態の半導体装置製造基材の第３の例を示す一部の平面図である。
【図４】本発明に係る実施形態の半導体装置製造基材の第４の例を示す一部の平面図である。
【図５】図１〜図４に示す基材に適用されるマスクのエッチング抑制効果を持った応力緩和パターンの穴パターン例（ａ）およびスリット状パターン例（ｂ）を、加工パターン例（ｃ）と比較して示す断面図である。
【図６】応力緩和パターンや、加工パターンの幅とエッチ深さとの相関関係によるマイクロローディング効果特性を示すグラフである。
【図７】従来の半導体装置製造基材の１つの例を示す平面図である。
【図８】従来の半導体装置製造基材の別の例を示す平面図である。
【図９】図７、図８に示す従来の基材でのマスクとそれによるパターニング状態を示す断面図である。
【図１０】本発明に至る過程での発明者がした３種類の実験例を（ａ）〜（ｄ）に示す断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  基板
２  マスク層
３  応力緩和パターン
３ａ  穴パターン部
３ｂ  スリット状パターン部
４  加工パターン
４ａ  加工パターンエリア
４ｂ  周辺域
【図１】
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【図２】
2008139424.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008139424.tif 000006
【図５】
2008139424.tif 000007
【図６】
2008139424.tif 000008
【図７】
2008139424.tif 000009
【図８】
2008139424.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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