(57)【要約】【課題】ステンシルマスクの薄膜表面に生じた熱を、薄膜の周縁部を支持する支持基板中に速やかに放熱することが可能なステンシルマスクおよびその製造方法を提供する。【解決手段】開口パターン１４を有する薄膜１１と、薄膜１１の周縁部を支持する支持基板１２とを備えたステンシルマスクおよびその製造方法であって、薄膜１１に接するとともに、支持基板１２の内部に達する状態で、薄膜１１および支持基板１２よりも高い熱伝導性を有するプラグ１３が埋設されていることを特徴とするステンシルマスクおよびその製造方法である。【選択図】図１
2005150204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口パターンを有する薄膜と、当該薄膜の周縁部を支持する支持基板とを備えたステンシルマスクであって、
前記薄膜に接するとともに、前記支持基板の内部に達する状態で、前記薄膜および前記支持基板よりも高い熱伝導性を有するプラグが埋設されている
ことを特徴とするステンシルマスク。
【請求項２】
前記薄膜の一主面側には、当該薄膜よりも高い熱伝導性を有する材料層が設けられている
ことを特徴とする請求項１記載のステンシルマスク。
【請求項３】
前記材料層と前記プラグとが連通している
ことを特徴とする請求項２記載のステンシルマスク。
【請求項４】
支持基板上に薄膜を形成する第１工程と、前記支持基板の周縁部よりも内側を覆う前記薄膜に、当該支持基板に達する開口パターンを形成する第２工程と、前記支持基板の周縁部よりも内側を除去して前記薄膜を露出する第３工程とを有するステンシルマスクの製造方法において、
前記第１工程の前に、前記支持基板の周縁部に孔部を形成した後、当該孔部に前記薄膜および前記支持基板よりも高い熱伝導性を有するプラグを形成する工程を有し、
前記第１工程では、前記プラグの上面を覆うように前記支持基板上に前記薄膜を形成する
ことを特徴とするステンシルマスクの製造方法。
【請求項５】
前記第２工程と前記第３工程との間に、
前記開口パターンが形成された前記薄膜を覆うように、当該薄膜よりも高い熱伝導性を有する材料層を成膜した後、前記材料層をパターニングすることにより、前記開口パターン上の当該材料層を除去する工程を有する
ことを特徴とする請求項４記載のステンシルマスクの製造方法。
【請求項６】
支持基板上に薄膜を形成した後、前記支持基板の周縁部よりも内側を覆う前記薄膜に、当該支持基板に達する開口パターンを形成するとともに、前記支持基板の周縁部を覆う前記薄膜と当該支持基板とに、当該支持基板の内部に達する孔部を形成する第１工程と、
前記孔部に前記薄膜および前記支持基板よりも高い熱伝導性を有するプラグを形成する第２工程と、
前記支持基板の周縁部よりも内側を除去して前記薄膜を露出する第３工程とを有する
ことを特徴とするステンシルマスクの製造方法。
【請求項７】
前記第１工程と前記第３工程との間に、前記開口パターンが形成された前記薄膜を覆うように、当該薄膜よりも高い熱伝導性を有する材料層を成膜した後、前記材料層をパターニングすることにより、前記開口パターン上の当該材料層を除去する工程を有する
ことを特徴とする請求項６記載のステンシルマスクの製造方法。
【請求項８】
前記プラグと前記材料層とが同一の材料で形成されており、
前記第２工程では、前記孔部に前記材料層を埋め込むことで前記プラグを形成するとともに、前記開口パターンが形成された前記薄膜を覆うように、前記材料層を成膜した後、前記材料層をパターニングすることにより、前記開口パターン上の当該材料層を除去する
ことを特徴とする請求項７記載のステンシルマスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はステンシルマスクに関し、特に荷電粒子線を利用した半導体製造技術に用いられるステンシルマスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の微細化、高集積化は進む一方であり、サブクォータミクロンの加工を高精度かつ再現性よく行う半導体製造技術が必要となってきている。このような半導体製造技術として、ウェーハ（半導体基板）に微細パターンを形成する際に、電子線等を走査して微細パターンを直接描きこむ直描技術がある。
【０００３】
しかし、直描技術は処理時間が非常に長いことから、薄膜に開口パターンを有するステンシルマスクを用いて露光を行うことにより、ウェーハに電子線等を選択的に照射し、微細パターンを形成することで処理時間の短縮化を狙っている。
【０００４】
ステンシルマスクは、上述したような露光工程だけではなく、イオン注入工程、エッチング工程および成膜工程等、様々な用途に用いることが可能である。例えば、ステンシルマスクをイオン注入工程に応用し、処理基板の上方に配置されたステンシルマスクを介して、処理基板にイオンビームを照射することでイオンを基板内に選択的に導入する例が報告されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
このように、イオン注入工程にステンシルマスクを用いることで、処理基板上にレジストパターンを形成しなくてもよいことから、イオン注入前のレジスト塗布、露光、現像によるパターニングや、イオン注入後のレジスト剥離が削減でき、短時間でのイオン注入処理が可能となる。また、レジストマスクを形成しないことで、現像時やレジスト剥離の際のウェットエッチングを行わなくてよいことから、ウェットエッチングによる残渣の発生を防止できるため、ウェーハの表面汚染が抑制される。
【０００６】
しかし、処理基板上に配置されたステンシルマスクにイオンが直接照射されるため、ステンシルマスクの温度が大きく上昇し、マスク構成材が膨張易く、ステンシルマスクに反りやゆがみ等が発生し易い。このような熱によるステンシルマスクの変形を防ぐため、ステンシルマスクの表面に熱伝導性の高い導電層を形成し、放熱させる例が報告されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２８８６８０号公報
【特許文献２】特開平９−５９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、ステンシルマスクは真空状態で用いられることが多く、一般的に、真空状態ではステンシルマスク表面に生じた熱は真空中へ放熱されにくい傾向がある。このため、上述したような高い熱伝導性を有する導電層が形成されたステンシルマスクを処理基板の上方に配置し、このステンシルマスクを介して処理基板に荷電粒子線を照射しても、ステンシルマスク表面に生じた熱が導電層から真空中に放熱されにくく、ステンシルマスクの熱による変形を十分に抑制することが出来なかった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述したような課題を解決するために、本発明のステンシルマスクは、開口パターンを有する薄膜と、薄膜の周縁部を支持する支持基板とを備えたステンシルマスクであって、薄膜に接するとともに、支持基板の内部に達する状態で、薄膜および支持基板よりも高い熱伝導性を有するプラグが埋設されていることを特徴としている。
【００１０】
このような構成のステンシルマスクによれば、薄膜に接するとともに、支持基板の内部に達する状態で、薄膜および支持基板よりも高い熱伝導性を有するプラグが埋設されている。ここで、ステンシルマスクは真空状態で用いられることが多く、一般的に、真空状態では、ステンシルマスクの表面に生じた熱は真空中へ放熱されるよりも、ステンシルマスクの内部に放熱される方が速い傾向がある。このため、荷電粒子線の照射により、ステンシルマスクの薄膜表面に生じた熱を、プラグを通じて速やかに支持基板中に放熱することができる。
【００１１】
また、薄膜の一主面側に薄膜よりも高い熱伝導性を有する材料層が設けられている場合には、荷電粒子線の照射により薄膜表面に生じた熱が材料層からも直接放熱される。さらに、この材料層とプラグとが連通している場合には、薄膜表面に生じた熱が、薄膜から材料層に放熱され、材料層からプラグを通じてより速やかに支持基板中に放熱される。
【００１２】
また、本発明におけるステンシルマスクの第１の製造方法は、支持基板上に薄膜を形成する第１工程と、支持基板の周縁部よりも内側を覆う薄膜に、支持基板に達する開口パターンを形成する第２工程と、支持基板の周縁部よりも内側を除去して薄膜を露出する第３工程とを有するステンシルマスクの製造方法において、次のような工程を順次行うことを特徴としている。まず、第１工程の前に、支持基板の周縁部に孔部を形成した後、この孔部に薄膜および支持基板よりも高い熱伝導性を有するプラグを形成する工程を行う。そして、第１工程では、プラグの上面を覆うように支持基板上に薄膜を形成する。
【００１３】
このようなステンシルマスクの第１の製造方法によれば、支持基板の周縁部に設けられた孔部に薄膜および支持基板よりも高い熱伝導性を有するプラグが形成される。これにより、ステンシルマスクの薄膜表面に生じた熱を、プラグを通じて速やかに支持基板中に放熱することが可能なステンシルマスクを製造することができる。
【００１４】
さらに、本発明におけるステンシルマスクの第２の製造方法は、次のような工程を順次行うことを特徴としている。まず、第１工程では、支持基板上に薄膜を形成した後、支持基板の周縁部よりも内側を覆う薄膜に、支持基板に達する開口パターンを形成するとともに、支持基板の周縁部を覆う薄膜と支持基板とに、支持基板の内部に達する孔部を形成する。次に、第２工程では、この孔部に薄膜および支持基板よりも高い熱伝導性を有するプラグを形成する。その後、第３工程で、支持基板の周縁部よりも内側を除去して薄膜を露出する。
【００１５】
このようなステンシルマスクの第２の製造方法によれば、支持基板の周縁部を覆う薄膜を貫通するとともに、支持基板の内部に達する孔部に、薄膜および支持基板よりも高い熱伝導性を有するプラグが形成される。これにより、ステンシルマスクの薄膜表面に生じた熱を、プラグを通じて速やかに支持基板中に放熱することが可能なステンシルマスクを製造することができる。また、薄膜の一主面側に薄膜よりも高い熱伝導性を有する材料層を形成する場合には、この材料層とプラグとを連通させることで、ステンシルマスクの薄膜表面に生じた熱を、材料層とプラグを通じてより速やかに支持基板中に放熱することが可能なステンシルマスクを製造することができる。さらに、この材料層とプラグとを同一材料で形成することにより、材料層とプラグとを同一工程で成膜することが可能である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のステンシルマスクによれば、薄膜に接するとともに、支持基板の内部に達する状態で、薄膜および支持基板よりも高い熱伝導性を有するプラグが埋設されていることから、荷電粒子線の照射により薄膜表面に発生した熱がプラグを通じて速やかに支持基板中に放熱される。このため、ステンシルマスクの熱による反りや歪みなどの変形を防ぐことができる。したがって、ステンシルマスクを処理基板の上方に所定の間隔を有して配置する際に、熱による変形でステンシルマスクが処理基板に接触するのを防ぐとともに、処理基板全域においてステンシルマスクとの間隔を維持することができる。さらに、開口パターンの熱による変形を防ぐことができるため、荷電粒子線の照射領域の位置ずれや変形を防ぐことができる。
【００１７】
また、本発明のステンシルマスクの第１の製造方法によれば、支持基板の周縁部に設けられた孔部に薄膜および支持基板よりも高い熱伝導性を有するプラグが形成される。これにより、ステンシルマスクの薄膜表面に生じた熱を、プラグを通じて速やかに支持基板中に放熱することが可能なステンシルマスクを製造することができる。
【００１８】
さらに、本発明のステンシルマスクの第２の製造方法によれば、支持基板の周縁部を覆う薄膜を貫通するとともに、支持基板の内部に達する孔部に、薄膜および支持基板よりも高い熱伝導性を有するプラグが形成されるため、第１の製造方法と同様の効果を奏することができる。また、薄膜の一主面側に薄膜よりも高い熱伝導性を有する材料層を形成する場合には、この材料層とプラグとを連通させることで、ステンシルマスクの薄膜表面に生じた熱を、材料層とプラグとを通じてより速やかに支持基板中に放熱することが可能なステンシルマスクを製造することができる。さらに、この材料層とプラグとを同一材料で形成することにより、材料層とプラグとを同一工程で成膜することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を、各図を用いて詳細に説明する。
【００２０】
図１（ａ）は本発明におけるステンシルマスクの実施形態の一例を示す概略断面図であり、図1（ｂ）はステンシルマスクの構成を示す断面図である。この図に示すステンシルマスクは、イオンや電子線等の荷電粒子線を照射することで、処理基板にイオン注入工程や露光工程等の処理を行う半導体製造技術に用いられる。
【００２１】
図１（ａ）に示すように、本実施形態のステンシルマスクは枠状の支持基板１２の一面側に薄膜１１が張設されており、この薄膜１１の周縁部が支持基板１２によって支持されている。この支持基板１２により支持されている部分を支持部Ａとし、支持基板１２の枠内に張設されている薄膜１１部分をメンブレン部Ｂとする。支持基板１２は絶縁膜１２ａと基板１２ｂとからなり、薄膜１１の周縁部に絶縁膜１２ａを介して基板１２ｂが設けられた積層構造であることとする。ここで、薄膜１１は例えばシリコン（Ｓｉ）単結晶で形成されており、絶縁膜１２ａは酸化シリコン、基板１２ｂはＳｉ単結晶で形成されていることとする。
【００２２】
そして、図１（ｂ）に示すように、支持部Ａには、薄膜１１を貫通するとともに、支持基板１２の内部に達する状態で、プラグ１３が埋設されている。
【００２３】
プラグ１３は、薄膜１１および支持基板１２よりも高い熱伝導性を有する材料で形成されており、このような材料としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀(Ａｇ)、銅（Ｃｕ）などの導電性材料や、ダイヤモンド等がある。ここでは、プラグ１３が例えばＡｌからなる導電性材料で形成されることとする。
【００２４】
また、プラグ１３は薄膜１１と支持基板１２の絶縁膜１２ａとを貫通するとともに、基板１２ｂの内部に達する状態で柱状に埋設されており、複数のプラグ１３が枠状の支持基板１２の内周側と外周側とに沿って埋設されていることとする。
【００２５】
ここで、プラグ１３はステンシルマスクの放熱性を向上させることから、支持基板１２中における占有体積が大きいほど好ましい。このため、プラグ１３は支持基板１２の内部に出来るだけ深く埋設されている方が好ましく、その断面積も広い方が好ましい。また、複数のプラグ１３を埋設することで、プラグ１３の占有体積を大きくしてもよい。
【００２６】
ここでは、複数の柱状のプラグ１３が枠状の支持基板１２の内周側と外周側とに沿って埋設されていることとしたが、例えば枠状の支持基板１２に沿った状態で、枠状のプラグ１３が埋設されていてもよく、支持基板１２の内周側から外周側にかけて複数の枠状のプラグ１３が設けられていてもよい。
【００２７】
また、プラグ１３は薄膜１１を貫通する状態で設けられることとしたが、薄膜１１表面に生じた熱が、プラグ１３を通じて速やかに放熱されれば、薄膜１１を貫通していなくてもよく、薄膜１１に接する状態で設けられていればよい。ただし、プラグ１３が薄膜１１を貫通する状態で設けられていた方が、後述するように、薄膜１１における支持基板１２が設けられた面の反対側に設けられる材料層１５とプラグ１３とを連通させることができるため、好ましい。
【００２８】
また、薄膜１１のメンブレン部Ｂには、荷電粒子線Ｅを通過させるための開口パターン１４が設けられている。そして、薄膜１１の支持基板１２が設けられた面の反対側には、荷電粒子線Ｅの照射により薄膜１１表面に生じる熱を放熱するための材料層１５が設けられており、この材料層１５を覆う状態で荷電粒子線Ｅから材料層１５を保護するための保護膜１６が設けられていることとする。
【００２９】
ここで、本実施形態では、薄膜１１の支持基板１２が設けられた面側を薄膜１１の上面側とし、材料層１５が設けられた面側を薄膜１１の下面側とする。このステンシルマスクは材料層１５を処理基板側に向けた状態で、処理基板の上方に所定の間隔を有して配置され、薄膜１１の上面側から、開口パターン１４を有するメンブレン部Ｂに向けて荷電粒子線Ｅを照射して用いられる。ただし、支持基板１２は材料層１５と同じ側に設けられる場合もあり、その場合であってもステンシルマスクは材料層１５を処理基板側に向けた状態で用いられる。
【００３０】
材料層１５は薄膜１１よりも高い熱伝導性を有する材料で形成されており、ここでは、例えばプラグ１３と同一のＡｌからなる導電性材料で形成されることとする。このように、材料層１５がプラグ１３と同一の材料で形成される場合には、材料層１５はプラグ１３と同様に、薄膜１１および支持基板１２よりも高い熱伝導性を有する材料で形成される。なお、ここでは、材料層１５がプラグ１３と同一の材料で形成されることとしたが、異なる材料で形成されてもよく、この場合には材料層１５は薄膜１１よりも高い熱伝導性を有していればよい。ただし、材料層１５とプラグ１３とが同一材料で形成されていれば、同一工程での成膜が可能となるため、好ましい。
【００３１】
また、材料層１５は、例えば薄膜１１の下面側における開口パターン１４の外縁部Ｃを除く領域に設けられていることとする。ここでは、例えば開口パターン１４の外周形状が拡大された開口パターン（図示省略）を有する材料層１５が、薄膜１１の下面側における開口パターン１４の外縁部Ｃを除く領域一面に設けられることとする。そして、この材料層１５は、開口パターン１４を有するメンブレン部Ｂだけでなく支持部Ａを構成する薄膜１１にも連続して設けられており、支持部Ａに形成される材料層１５が薄膜１１を貫通した状態のプラグ１３の下面側に接する状態で連通されていることとする。
【００３２】
ここで、外縁部Ｃとは、材料層１５を処理基板側に向けて処理基板の上方にステンシルマスクを配置し、このステンシルマスクを介して処理基板に荷電粒子線Ｅを照射する際に、開口パターン１３の縁で回折される荷電粒子、処理基板で反射される荷電粒子や荷電粒子の照射によって処理基板から放出される物質が衝突し易い領域である。
【００３３】
材料層１５は荷電粒子線Ｅの照射により材料層１５がスパッタされるのを防ぐため、この外縁部Ｃを除く領域に設けられることが好ましく、荷電粒子線Ｅが照射されるメンブレン部Ｂの温度上昇を防ぐため、メンブレン部Ｂを含む出来るだけ広い範囲に設けられることが好ましい。
【００３４】
また、材料層１５がメンブレン部Ｂから支持部Ａに連続して設けられていれば、プラグ１３と連通させることが可能となるため、さらに好ましい。プラグ１３と材料層１５とを連通させることで、薄膜１１表面に生じた熱が材料層１５からプラグ１３に放熱され、プラグ１３を通じて支持基板１２中に放熱される。
【００３５】
上述したような材料層１５を荷電粒子線Ｅから保護し、熱、ストレスによる材料層１５の欠落防止のため、材料層１５の表面を覆う状態で保護膜１６が設けられている。保護膜１６は、薄膜１１に設けられた開口パターン１４の形状に影響を与えないように設けられていることとする。また、保護膜１６は、材料層１５よりも荷電粒子線Ｅに対する耐久性の高い材料で形成されることが好ましく、このような材料としては、窒化シリコン（ＳｉＮ）膜、またはテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）膜、Ｓｉ単結晶膜、酸化アルミニウム等の材料層１５の酸化膜等がある。ここでは、保護膜１６がＳｉＮ膜で形成されていることとする。
【００３６】
なお、ここでは、保護膜１６が材料層１５を覆う状態で設けられた例について説明したが、材料層１５が荷電粒子線に曝されないような状態で設けられていれば、保護膜１６は設けられなくてもよい。ただし、より確実に材料層１５が荷電粒子線Ｅにスパッタされることによるコンタミネーションの発生を防ぐためには、保護膜１６が材料層１５を覆う状態で設けられる方が好ましい。
【００３７】
上述したようなステンシルマスクの構成によれば、薄膜１１に接するとともに、支持基板１２の内部に達する状態で、薄膜１１および支持基板１２よりも高い熱伝導性を有するプラグ１３が埋設されていることから、荷電粒子線Ｅの照射により薄膜１１に生じた熱をプラグ１３を通じて速やかに支持基板１２中に放熱することができる。したがって、ステンシルマスクを処理基板の上方に所定の間隔を有して配置して荷電粒子線Ｅを照射する際に、熱による変形でステンシルマスクが処理基板に接触するのを防ぐとともに、処理基板全域においてステンシルマスクとの間隔を維持することができる。さらに、開口パターン１４の熱による変形を防ぐことができるため、荷電粒子線Ｅの照射領域の位置ずれや、変形を防ぐことができる。また、支持基板１２が冷却機構に接するように設けられた場合には、冷却された支持基板１２の低い熱がプラグ１３から速やかに薄膜１１に伝わるため、薄膜１１の温度が上昇するのを防ぐことができる。
【００３８】
また、本実施形態のステンシルマスクによれば、薄膜１１の下面側に薄膜１１よりも高い熱伝導性を有する材料層１５が設けられている。このため、荷電粒子線Ｅの照射により薄膜１１表面に発生した熱を材料層１５からも直接放熱することができる。さらに、このステンシルマスクは、プラグ１３が薄膜１１を貫通した状態で設けられており、薄膜１１の下面側に設けられた材料層１５とプラグ１３とが連通して設けられている。このため、荷電粒子線Ｅの照射により薄膜１１表面に生じた熱が、薄膜１１から材料層１５に放熱され、材料層１５からプラグ１３を通じてより速やかに支持基板１２中に放熱される。
【００３９】
さらに、本実施形態のステンシルマスクによれば、開口パターン１４の外縁部Ｃは材料層１５で覆われていないため、材料層１５を処理基板側に向けてステンシルマスクを処理基板の上方に配置し、このステンシルマスクを介して処理基板に荷電粒子線Ｅを照射しても、材料層１５が荷電粒子線Ｅに曝されるのを防ぐことができる。このため、荷電粒子線Ｅにより材料層１５がスパッタされることなく、コンタミネーションの発生を抑制することができる。これにより、荷電粒子線Ｅの照射装置内がコンタミネーションで汚染されるのを抑制することができる。また、コンタミネーションの処理基板表面への付着を防止することができるため、処理基板に形成されるデバイスの不具合を解消することができる。したがって、このデバイスの歩留りを向上させることができる。
【００４０】
また、材料層１５を覆う状態で保護膜１６が設けられていることから、荷電粒子線Ｅによる材料層１５のスパッタが確実に防止されるとともに、熱、ストレスによる材料層１５の欠落が防止されるため、コンタミネーションの発生をより確実に防ぐことができる。
【００４１】
なお、本実施形態では、薄膜１１の下面側に設けられた材料層１５と、薄膜１１を貫通した状態で設けられたプラグ１３とが連通している例について説明した。しかし、本発明はこれに限定されることなく、薄膜１１表面に生じた熱をプラグ１３から支持基板１２中に速やかに放熱することができれば、薄膜１１の下面側に材料層１５は設けられていなくてもよく、材料層１５とプラグ１３とは連通していなくてもよい。ただし、材料層１５が設けられていたほうが、薄膜１１表面に生じた熱を材料層１５からも直接放熱することができるため好ましく、さらに、材料層１５とプラグ１３とが連通している方が薄膜１１表面に生じた熱をより速やかに支持基板１２中に放熱することができるため好ましい。
【００４２】
次に、本実施形態におけるステンシルマスクの製造方法に係わる実施の形態の一例を、図２から図６の製造工程断面図によって説明する。
【００４３】
まず、図２（ａ）に示すように、例えばＳｉ単結晶からなる基板１２ｂ上に、例えば酸化シリコンからなる絶縁膜１２ａを成膜して支持基板１２とし、その後、例えばＳｉ単結晶からなる薄膜１１を絶縁膜１２ａ上に成膜する。ここでの薄膜１１および支持基板１２は、ＳＯＩ（Silicon on Insulating）構造となっている。
【００４４】
ここで支持基板１２の周縁部Ｄおよび周縁部Ｄ上の薄膜１１がステンシルマスクの支持部Ａ（前記図１（ａ）参照）を構成し、周縁部Ｄよりも内側の薄膜１１がメンブレン部Ｂ（前記図１（ａ）参照）を構成する。
【００４５】
次に、図２（ｂ）に示すように、薄膜１１上にレジストパターン２１を形成し、その後、図２（ｃ）に示すように、レジストパターン２１をマスクに用いたエッチングにより、薄膜１１を除去することで、図２（ｄ）に示すように、支持基板１２の周縁部Ｄよりも内側を覆う薄膜１１に絶縁膜１２ａに達する開口パターン１４を形成するとともに支持基板１２の周縁部Ｄを覆う薄膜１１に孔部１７’を形成する。ここで孔部１７’には後工程で薄膜１１に生じた熱を放熱するためのプラグを形成することから、その開口幅は広い方が好ましい。その後、レジストパターン２１（前記図２（ｃ）参照）をアッシング除去する。
【００４６】
次いで、図３（ｅ）に示すように、孔部１７’を露出するように、開口パターン１４が設けられた薄膜１１を覆う状態で、絶縁膜１２ａ上にレジストパターン２２を形成する。その後、図３（ｆ）に示すように、レジストパターン２２をマスクとしたエッチングにより、孔部１７’（前記図３（ｅ）参照）の底部の絶縁膜１２ａを除去するとともに、基板１２ｂを除去することで、図３（ｇ）に示すように、孔部１７を形成する。その後、レジストパターン２２（前記図３（ｆ）参照）をアッシング除去する。
【００４７】
ここで、孔部１７の深さは特に限定されず、後工程で孔部１７にプラグを形成する際に、プラグ形成材料が十分に埋め込める程度の深さであればよい。ただし、孔部１７はより深い方が孔部１７に形成するプラグをより長く形成することができることから、薄膜１１に生じた熱をプラグから速やかに支持基板１２中に放熱することができるため、好ましい。
【００４８】
次に、図３（ｈ）に示すように、開口パターン１４が形成された薄膜１１を覆うとともに、孔部１７を埋め込むように材料層１５を成膜する。ここでは、材料層１５とプラグ１３とを同一材料で形成することとし、このように、孔部１７を材料層１５で埋め込むことで、プラグ１３を形成する。
【００４９】
その後、図４（ｉ）に示すように、開口パターン１４上の材料層１５を露出するように、材料層１５上にレジストパターン２３を形成する。次いで、図４（ｊ）に示すように、レジストパターン２３をマスクとしたエッチングにより、開口パターン１４上の材料層１５を除去して絶縁膜１２ａを露出するとともに、オーバーエッチングすることで薄膜１１における開口パターン１４の外縁部Ｃを覆う材料層１５を除去する。また、支持基板１２の周縁部Ｄよりも内側を覆う薄膜１１上の材料層１５と連続させた状態で、周縁部Ｄを覆う薄膜１１上の材料層１５を残存させる。
【００５０】
これにより、図４（ｋ）に示すように、薄膜１１における開口パターン１４の外縁部Ｃを除く領域を覆うように材料層１５が形成されるとともに、支持基板１２の周縁部Ｄを覆う薄膜１１上に形成された材料層１５と孔部１７に形成されたプラグ１３とが連通した状態で設けられる。その後、レジストパターン２３（前記図４（ｊ）参照）をアッシング除去する。
【００５１】
次に、図４（ｌ）に示すように、例えばプラズマ励起化学的気相成長（Plasma Enhances Chemical Vapor Deposition(以下Ｐ-ＣＶＤと略)）法により、開口パターン１４が設けられた薄膜１１と材料層１５を覆うように、絶縁膜１２ａ上に例えばＳｉＮ膜からなる保護膜１６を形成する。
【００５２】
次いで、図５（ｍ）に示すように、開口パターン１４上の保護膜１６を露出するように、保護膜１６上にレジストパターン２４を形成する。その後、図５（ｎ）に示すように、レジストパターン２４をマスクとしたエッチングにより、開口パターン１４上の保護膜１６を除去して、絶縁膜１２ａを露出する。これにより、図５（ｏ）に示すように、薄膜１１上の材料層１５が保護膜１６で覆われた状態となる。その後、レジストパターン２４（前記図５（ｎ）参照）をアッシング除去する。
【００５３】
次に、図５（ｐ）に示すように、支持基板１２の周縁部Ｄにおける基板１２ｂの下面側にレジストパターン２５を形成し、図６（ｑ）に示すように、ステンシルマスク全体を上下反転させる。その後、エッチングガスに例えば四フッ化炭素または六フッ化硫黄を用い、レジストパターン２５をマスクとしたドライエッチングにより、支持基板１２の周縁部Ｄよりも内側の基板１２ｂを除去する。これにより、図６（ｒ）に示すように、周縁部Ｄよりも内側の絶縁膜１２ａを露出させた後、レジストパターン２５（前記図６（ｑ）参照）をアッシング除去する。なお、ここではドライエッチングにより基板１２ｂを除去することとしたが、エッチング液に例えば水酸化カリウム溶液を用いたウェットエッチングにより、基板１２ｂを除去してもよい。
【００５４】
次に、図６（ｓ）に示すように、この加工された基板１２ｂをマスクとして、支持基板１２の周縁部Ｄよりも内側の絶縁膜１２ａをエッチング除去することで薄膜１１を露出して、メンブレン部Ｂを形成する。
【００５５】
上述したようなステンシルマスクの製造方法によれば、図３（ｈ）を用いて説明したように、開口パターン１４が形成された薄膜１１を覆うとともに、孔部１７を埋め込むように材料層１５が成膜される。これにより、支持基板１２の周縁部Ｄに、薄膜１１を貫通するとともに、支持基板１２の内部に達する状態で、薄膜１１および支持基板１２よりも高い熱伝導性を有するプラグ１３を形成することができる。また、プラグ１３と材料層１５とを同一材料で形成することにより、プラグ１３と材料層１５とを同一工程で成膜することができる。
【００５６】
さらに、図４（ｊ）を用いて説明したように、材料層１５をパターニングすることにより、薄膜１１の開口パターン１４の外縁部Ｃを覆う材料層１５が除去されることから、開口パターン１４の外縁部Ｃが材料層１５で覆われていない状態のステンシルマスクを製造することができる。また、材料層１５をパターニングすることで、支持基板１２の周縁部Ｄを覆う薄膜１１上に材料層１５を残存させることから、孔部１７に形成するプラグ１３と連通させることができる。
【００５７】
なお、本実施形態では、プラグ１３と材料層１５とを同一材料で形成し、孔部１７を材料層１５で埋め込むことでプラグ１３を形成する例について説明したが、材料層１５とプラグ１３とを異なる材料で形成してもよい。この場合には、図３（ｆ）を用いて説明したように、例えば、孔部１７を形成した後、レジストパターン２２を除去する前に、孔部１７にプラグ形成材料を埋め込むことでプラグ１３を形成する。その後、レジストパターン２２を除去した後、プラグ１３上を覆うようにレジストパターン（図示省略）を形成して、開口パターン１４が形成された薄膜１１を覆うように材料層１５を成膜する。
【００５８】
また、本実施形態では、支持基板１２上に薄膜１１を成膜した後、支持基板１２の周縁部Ｄを覆う薄膜１１と支持基板１２とに孔部１７を形成し、孔部１７にプラグ１３を形成する例について説明した。しかし、本発明のステンシルマスクの製造方法はこれに限定されるものではなく、支持基板１２上に薄膜１１を成膜する前に、支持基板１２の周縁部Ｄに孔部１７を形成し、孔部１７にプラグ１３を形成した後、プラグ１３の上面を覆うように、支持基板１２上に薄膜１１を成膜してもよい。その後、支持基板１２の周縁部Ｄよりも内側を覆う薄膜１１に開口パターン１４を形成して、周縁部Ｄよりも内側の支持基板１２を除去することで、ステンシルマスクを製造する。
【００５９】
このようなステンシルマスクの製造方法によっても、支持基板１２の周縁部Ｄに、薄膜１１に接するとともに、支持基板１２の内部に達する状態で、薄膜１１および支持基板１２よりも高い熱伝導性を有するプラグ１３を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
処理基板の上方にステンシルマスクを配置した状態で、ステンシルマスクを介して処理基板に荷電粒子線を照射することで処理を行う、イオン注入工程、露光工程、成膜工程、エッチング工程等の用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】実施形態におけるステンシルマスクの概略断面図（ａ）および断面図（ｂ）である。
【図２】実施形態におけるステンシルマスクの製造工程を示す断面工程図（その１）である。
【図３】実施形態におけるステンシルマスクの製造工程を示す断面工程図（その２）である。
【図４】実施形態におけるステンシルマスクの製造工程を示す断面工程図（その３）である。
【図５】実施形態におけるステンシルマスクの製造工程を示す断面工程図（その４）である。
【図６】実施形態におけるステンシルマスクの製造工程を示す断面工程図（その５）である。
【符号の説明】
【００６２】
１１…薄膜、１２…支持基板、１３…プラグ、１４…開口パターン、１５…材料層、１７，１７’…孔部、Ｄ…周縁部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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