(57)【要約】【課題】機械強度および耐熱性と、優れた加工精度とを両立し、従来と大きく変わらない工程で製造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】本発明のステンシルパターン１は、厚さ方向に貫通するステンシルパターン１２を有するメンブレン層１０と、メンブレン層を支持する支持基板層３０と、メンブレン層と支持基板層との間に配置されたエッチング停止層４０とを備え、支持基板層は、平面視においてステンシルパターンを囲む基板開口３１を有し、メンブレン層は、ステンシルパターンが形成されたパターン部１１と、平面視において、パターン部の周囲かつ基板開口内に位置し、パターン部よりも厚い補強部２１とを有し、パターン部および補強部が、単一の材料をエッチングすることにより形成されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ方向に貫通するステンシルパターンを有するメンブレン層と、
前記メンブレン層を支持する支持基板層と、
前記メンブレン層と前記支持基板層との間に配置されたエッチング停止層と、
を備え、
前記支持基板層は、平面視において前記ステンシルパターンを囲む基板開口を有し、
前記メンブレン層は、
前記ステンシルパターンが形成されたパターン部と、
平面視において、前記パターン部の周囲かつ前記基板開口内に位置し、前記パターン部よりも厚い補強部とを有し、
前記パターン部および前記補強部が、単一の材料をエッチングすることにより形成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】
前記パターン部は、複数のステンシルパターンを有し、前記補強部は、平面視において前記複数のステンシルパターンの各々を囲むように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のステンシルマスク。
【請求項３】
前記補強部は、前記メンブレン層のうち、前記エッチング停止層と接合された面に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のステンシルマスク。
【請求項４】
前記補強部は、前記メンブレン層のうち、前記エッチング停止層と接合された面と反対側の面に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のステンシルマスク。
【請求項５】
メンブレン層と、支持基板層と、前記メンブレン層と前記支持基板層との間に配置されたエッチング停止層とを備えた積層体を用いたステンシルマスクの製造方法であって、
エッチングにより前記支持基板層に基板開口を形成し、
前記メンブレン層に、平面視において少なくとも一部が前記基板開口と重なるようにエッチングにより凹部を形成し、
平面視において前記基板開口と重なり、かつ前記凹部の底面に開口するように、前記メンブレン層を厚さ方向に貫通するステンシルパターンをエッチングにより形成する
ことを特徴とするステンシルマスクの製造方法。
【請求項６】
前記凹部を形成するためのエッチングと、前記ステンシルパターンを形成するためのエッチングとが、同一の面側から行われることを特徴とする請求項５に記載のステンシルマスクの製造方法。
【請求項７】
請求項１から４に記載のステンシルマスクを用いることを特徴とする露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子線等の荷電粒子線露光に用いられるステンシルマスクおよびその製造方法、ならびにそれを用いた露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体の製造プロセスにおいて、露光光源に電子線を用いた電子線リソグラフィ技術が、試作開発や準量産のデバイスに使われている。特に線幅２２ｎｍノード以降の先端リソグラフィについては、ＥＵＶ（extreme ultraviolet）やＡｒＦ液浸、ダブル露光といった方式ではマスクや露光装置の高騰が顕著になるため、少量品のプロセスには不向きである。そのため、電子線リソグラフィの適用が期待されている。
【０００３】
電子線リソグラフィでは、口径を数１０マイクロメートル（μｍ）〜１０ナノメートル（ｎｍ）に絞った電子ビームにより回路パターンの露光をおこなうため、フォトマスクによる光リソグラフィに比べてスループットが低い。そこで、スループット向上のために、回路パターンでよく使われる図形を抽出し、抽出したパターン（キャラクター、セルまたはブロックなどと呼ばれる）を貫通パターンとして形成したステンシルマスクを用いた電子線リソグラフィが研究されている。このようなリソグラフィ法は、部分一括露光法とも呼ばれている。
【０００４】
図１０は、従来のステンシルマスクを示す部分平面図であり、図１１は、同ステンシルマスクの厚さ方向における断面図である。ステンシルマスク１０１は、シリコンのバルク領域１０２内にメンブレンエッジ部１０３で支持された自立薄膜（メンブレン）１０４を有し、メンブレン１０４に所定の形状のステンシルパターン１０５が形成されている。
部分一括露光法では、メンブレン１０４に入射した荷電粒子（図１１にｅ−で示す。）が、メンブレン１０４内に吸収もしくは散乱され、ステンシルパターン１０５を通過した荷電粒子が被転写基板に到達してリソグラフィが行われる。
【０００５】
例えば５０ｋｅＶの加速電圧でシリコンに対して電子線を照射する場合、シリコンの厚さが１０μｍ程度であればほぼ全ての電子線を遮蔽することが可能である。したがって、前述の加速電圧の条件下では、厚さ１０μｍ以内の厚さを精度良く加工できれば良い。また、開口面積が大きくなるような加工であれば、１０μｍ以上の厚みであっても電子線のパターニングには特に問題にはならない。
厚さｔのメンブレンに開口幅ｗのステンシルパターンを形成する場合、要求加工精度を満たすには、一般的にアスペクト比Ａ（ｔ／ｗ）は小さい方が有利である。例えばメンブレンにシリコンを用いた場合、高アスペクトエッチングを得意とするボッシュプロセスを用いるとしても、アスペクト比Ａを２０以下にしておくことが望ましい。言い換えれば、同じ開口幅のパターンを加工する場合、メンブレンの厚さは薄ければ薄いほど、ステンシルマスクの加工精度が向上する。
【０００６】
一方で、電子線を遮蔽するタイプのステンシルマスクの場合、ステンシルマスクが受け止めた電子線のエネルギーは、多くの場合熱に変化する。このため、電子線露光時にはメンブレンの温度上昇に伴う破壊や変形を考慮して設計する必要がある。
一般に、耐熱性の面では熱容量が大きい方が有利であるため、同一の材質を使用する場合、体積が大きいほど、すなわち、メンブレンの厚さが厚いほどステンシルマスクの耐熱性は向上する。
【０００７】
部分一括露光法に用いるステンシルマスクの場合、メンブレンとしては、膜厚１０〜２０μｍのものが多く用いられる。膜厚２０μｍのメンブレンにおいて、精度良く加工できる開口幅は最小で１μｍ程度である。
しかしながら、部分一括露光マスクで必要とされるステンシルパターンの開口寸法は１μｍ以下の場合があり、この場合さらにメンブレン膜厚を薄くする必要がある。その一方で、スループット向上のため電流を大きくすると、ステンシルマスクへの熱負荷が上がるため、耐熱性の面からは逆にメンブレン膜厚を厚くする必要がある。
【０００８】
このように、加工精度の向上と耐熱性、耐久性の向上とは、矛盾する要素をはらんでいる。そのため、両者について要求水準を満たすステンシルマスクを製造することは、ステンシルパターンの微細化に伴ってますます困難になってきている。
この問題を解決する一つの方法として、特許文献１には、メンブレンを補強する補強層を取り付けたステンシルマスクが記載されている。特許文献１に記載のステンシルマスクでは、メンブレン自体を薄くすることで加工精度を向上させ、補強層により耐熱性、耐久性を向上させることで両者の両立を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−２３１３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献1の様な構造の場合、補強層を貼り合わせる工程が新たに必要となる。この工程は、加工後の基板に貼り合わせるため、工程自体の難易度は決して低くない上、製造コストや製造に要する時間の増加、歩留まりの低下等を引き起こす可能性がある。
【００１１】
また、補強層の貼り付け後に、補強層の接合界面に応力が発生し、メンブレンや基板全体に反りや歪みが発生する恐れがある。この現象は、補強層と他の部位とが同一材料である場合でも、貼り合わせ方法や条件によっては発生する可能性があり、単に同一材料を使用するだけではその可能性を完全に排除することはできない。
さらに、接合界面自体の強度や耐熱性が構成上充分でない場合もあり、改善の余地が残されている。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、機械強度および耐熱性と、優れた加工精度とを両立し、従来と大きく変わらない工程で製造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ことを目的とする。
本発明の他の目的は、機械強度および耐熱性と、優れた加工精度とを兼ね備えたステンシルマスクを用いた露光方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第一の態様であるステンシルマスクは、厚さ方向に貫通するステンシルパターンを有するメンブレン層と、前記メンブレン層を支持する支持基板層と、前記メンブレン層と前記支持基板層との間に配置されたエッチング停止層とを備え、前記支持基板層は、平面視において前記ステンシルパターンを囲む基板開口を有し、前記メンブレン層は、前記ステンシルパターンが形成されたパターン部と、平面視において、前記パターン部の周囲かつ前記基板開口内に位置し、前記パターン部よりも厚い補強部とを有し、前記パターン部および前記補強部が、単一の材料をエッチングすることにより形成されていることを特徴とする。
【００１４】
前記パターン部は、複数のステンシルパターンを有し、前記補強部は、平面視において前記複数のステンシルパターンの各々を囲むように形成されてもよい。
また、前記補強部は、前記メンブレン層のうち、前記エッチング停止層と接合された面に形成されてもよいし、当該面と反対側の面に形成されてもよい。
【００１５】
本発明の第二の態様は、メンブレン層と、支持基板層と、前記メンブレン層と前記支持基板層との間に配置されたエッチング停止層とを備えた積層体を用いたステンシルマスクの製造方法であって、エッチングにより前記支持基板層に基板開口を形成し、前記メンブレン層に、平面視において少なくとも一部が前記基板開口と重なるようにエッチングにより凹部を形成し、平面視において前記基板開口と重なり、かつ前記凹部の底面に開口するように、前記メンブレン層を厚さ方向に貫通するステンシルパターンをエッチングにより形成することを特徴とする。
【００１６】
本発明のステンシルマスクの製造方法において、前記凹部を形成するためのエッチングと、前記ステンシルパターンを形成するためのエッチングとは、同一の面側から行われてもよい。
【００１７】
本発明の第三の態様は、本発明のステンシルマスクを用いたことを特徴とする露光方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のステンシルマスクおよびステンシルマスクの製造方法によれば、機械強度および耐熱性と、優れた加工精度とを両立し、従来と大きく変わらない工程で製造可能なステンシルマスクを提供することができる。
また、本発明の露光方法によれば、機械強度および耐熱性と、優れた加工精度とを兼ね備えたステンシルマスクを用いて露光を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）は、本発明の第一実施形態のステンシルマスクの平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図２】（ａ）から（ｊ）は、同ステンシルマスクの製造方法の流れを示す図である。
【図３】（ａ）から（ｈ）は、同製造方法の変形例の流れを示す図である。
【図４】（ａ）は、本発明の第二実施形態のステンシルマスクの平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図５】（ａ）から（ｊ）は、同ステンシルマスクの製造方法の流れを示す図である。
【図６】（ａ）から（ｈ）は、同製造方法の変形例の流れを示す図である。
【図７】本発明のステンシルマスクの変形例を示す図である。
【図８】本発明のステンシルマスクの変形例を示す図である。
【図９】本発明のステンシルマスクの変形例を示す図である。
【図１０】従来のステンシルマスクを示す部分平面図である。
【図１１】同ステンシルマスクの厚さ方向における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の第一実施形態について、図１から図３を参照して説明する。
図１（ａ）は、本実施形態のステンシルマスク１を示す平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。ステンシルマスク１は、厚さ方向に貫通するステンシルパターンを有するメンブレン層１０と、メンブレン層１０を支持する支持基板層３０と、メンブレン層１０と支持基板層３０との間に配置されたエッチング停止層４０とを備えている。
【００２１】
メンブレン層１０は、ステンシルパターン１２が形成されたパターン部１１と、平面視においてパターン部１１の周囲に設けられた補強部２１とを有している。パターン部１１と補強部２１とは、単一の同一材料で形成されているが、その製造手順については後述する。
【００２２】
支持基板層３０の材質は特に限定されないが、シリコン、石英、ガラス、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム等を好適に用いることができる。支持基板層３０は、厚さ方向に貫通する基板開口３１を有する。基板開口３１は、図１（ａ）に示すように、平面視において、パターン部１１および補強部２１を囲むように形成されている。
エッチング層４０は、公知の構成を有し、その材質は、メンブレン層１０および支持基板層３０の材質等を考慮して適宜選択することができる。
【００２３】
上記のように構成されたステンシルマスクの製造方法について図２（ａ）から図２（ｊ）を参照して説明する。
まず、図２（ａ）に示すように、支持基板層３０の一方の面にエッチング停止層４０およびメンブレン層１０がこの順に積層された材料基板（積層体）１Ａを準備する。メンブレン層１０の厚さは、形成する補強部の厚さ以上にしておく。
【００２４】
次に、図２（ｂ）に示すように、メンブレン層１０上に電子線レジストもしくはフォトレジスト等を塗布し、電子線リソグラフィもしくはフォトリソグラフィ等によってアライメントマークパターン５１Ａを形成してレジスト層５１とする。
【００２５】
次に、図２（ｃ）に示すように、レジスト層５１をエッチングマスクとして、ドライエッチングによってメンブレン層１０にアライメントマーク１６を形成し、レジスト層５１を酸素プラズマアッシングや剥離液等によるウェット処理で除去する。
アライメントマーク１６は、ステンシルパターン、補強部、基板開口等を形成するためのエッチングの際に位置合わせを行うために利用するものであり、これらのエッチングの精度を向上させる。並進と回転補正を行うためには、アライメントマークを少なくとも２つ以上配置し、位置合わせ精度を高めるためには多くのアライメントマークを使用することが好ましい。
【００２６】
次に、図２（ｄ）に示すように、支持基板層３０の、エッチング停止層４０が積層されていない側の面にフォトレジスト等のレジストを塗布し、フォトリソグラフィ等によってレジストにエッチングパターンを作製してレジスト層５２を形成する。
【００２７】
次に、図２（ｅ）に示すように、レジスト層５２をエッチングマスクとして、ドライエッチングにより支持基板層３０に基板開口３１を形成する。
エッチングの方法としては、ドライエッチングのほかにウェットエッチング、イオンビームエッチング、超音波加工等も好適に用いる事ができる。ドライエッチングについては、ドライエッチング方法や条件等は特に制限されない。ドライエッチング装置としては、ＲＩＥ、マグネトロンＲＩＥ、ＥＣＲ、ＩＣＰ、ＮＬＤ、マイクロ波、ヘリコン波等の放電方式を用いたドライエッチング装置があげられる。その後レジスト層５２を酸素プラズマアッシングや剥離液等によるウェット処理で除去する。
【００２８】
ここでは、ドライエッチングを用いる場合のレジスト層５２としてフォトレジストを例に挙げたが、フォトレジストのほかにシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ニッケル膜等もエッチングマスクとして好適に用いる事ができる。
また、基板開口３１を形成するためのエッチングを熱アルカリ溶液によるウェットエッチングで行う場合には、レジスト層５２として、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等を用いる。
【００２９】
次に、図２（ｆ）に示すように、平面視において基板開口３１内に位置するエッチング停止層４０を、ウェットエッチングにより除去する。
さらに、図２（ｇ）に示すように、基板開口３１内に露出したメンブレン層１０に、電子線レジストやフォトレジスト等のレジストをスプレーコート等により塗布し、電子線リソグラフィやフォトリソグラフィによって、所定のパターンを有するレジスト層５３を形成する。
【００３０】
次に、図２（ｈ）に示すように、レジスト層５３をエッチングマスクとして、ドライエッチングによりメンブレン層１０に所定の深さの凹部１７を形成する。凹部１７の底面はパターン部１１となり、凹部１７の周囲であって平面視において基板開口３１内に位置する部位は、凹部１７よりも厚い補強部２１となる。
凹部１７の形成後、残ったレジスト層５３は、酸素プラズマアッシングや剥離液等によるウェット処理で除去する。
【００３１】
次に、図２（ｉ）に示すように、メンブレン層１０の、凹部１７が形成された面と反対側の面に、電子線レジストやフォトレジスト等を塗布し、電子線リソグラフィやフォトリソグラフィ等によって所定のパターンを設け、ステンシルパターンを形成するためのレジスト層５４を形成する。
【００３２】
次に、レジスト層５４をエッチングマスクとして、ドライエッチングによりメンブレン層にステンシルパターン１２を形成する。このとき、支持基板層側にエッチング停止層として、フロロカーボン膜やレジスト等をコートしてもかまわない。
レジスト層５４を酸素プラズマアッシングや剥離液等によるウェット処理で除去すると、図２（ｊ）に示すように、補強部２１を備えるステンシルマスク１が完成する。
【００３３】
本実施形態のステンシルマスク１によれば、平面視において基板開口３１内に位置する領域に、パターン部１１の周囲に補強部１２が形成される。補強部１２はパターン部１１よりも肉厚であるため、補強部により機械的強度と大きな熱容量が確保される。したがって、必要十分な膜厚で形成されたステンシルパターンを具備しつつ、より大きな熱容量を持ち、機械的強度に優れたステンシルマスクとすることができる。
【００３４】
また、本実施形態のステンシルマスク１の製造方法によれば、メンブレン層１０に凹部１７を形成し、当該凹部１７の底面にステンシルパターン１２を形成することにより、パターン部１１と、肉厚の補強部２１とを形成する。したがって、エッチングを用いた従来と大きく変わらない製造方法で、大きな熱容量と優れた機械的強度とを兼ね備えたステンシルマスクを製造することができる。
【００３５】
また、メンブレン層１０に形成された補強部２１およびパターン部１１は同一かつ単一の材料をエッチングすることにより形成されているため、メンブレン層１０に反りが生じないとともに、内部応力も発生せず、変形を最小限に抑えることができる。
【００３６】
さらに、メンブレン層１０が単一の材料からなるため、凹部１７とステンシルパターン１２とを同様のエッチング技術で形成することができる。したがって、複数のエッチング装置を使う必要がなく、エッチングプロセスが容易である。
【００３７】
さらに、メンブレン層１０が多層構造でないので、形成のために貼り合わせ等の工程を必要とせず、少ない工程で効果的な構造を作製することができる。
【００３８】
本発明のステンシルマスクにおいては、凹部１７を複数形成する場合、エッチング面内分布の許す範囲で一部の凹部の深さを異ならせることができる。これにより、１つのステンシルマスクに複数の厚さのパターン部を形成したり、パターン部の厚さが異なる複数のステンシルマスクを１つの基板から作製したりすることが可能である。
【００３９】
また、補強部２１の厚さはパターン部１１の厚さより厚ければ良く、その厚さは適宜設定することができるが、凹部１７の加工深さ分布等を考慮すると、パターン部１１の５倍程度の厚さとすることが好ましい。
また、ステンシルパターン１２と凹部１７の内壁との距離として示されるバウンダリー領域の寸法は、ステンシルパターンを形成する際の凹部底面に対する露光の重ね精度によるが、プロセスマージンを考慮して１μｍ以上確保することが好ましい。
【００４０】
上述したステンシルマスク１の製造方法における各工程は、適宜その順番を変更することが可能である。図３（ａ）から図３（ｈ）には、本実施形態の変形例におけるステンシルマスクの製造の流れを示している。
【００４１】
この変形例では、図３（ｂ）に示すように、レジスト層５１にアライメントマークパターン５１Ａを形成する際にステンシルパターンを形成するためのパターンを形成し、図３（ｃ）に示すように、アライメントマーク１６とステンシルパターン１２とを同一のエッチング工程で形成する。
その後の手順はおおむね同様であるが、図３（ｇ）に示すように、凹部１７を形成する際にステンシルパターン１２を形成したメンブレン層１０の面をレジスト層５５で覆い、ステンシルパターン１２を保護している。凹部１７の形成後に、レジスト層５５を除去すると、ステンシルマスク１が完成する。
【００４２】
このように、ステンシルパターン１２と凹部１７の形成順序を逆転しても、ステンシルパターンを製造することができる。また、ステンシルパターンとアライメントマークとを同時に形成できるため、工程数を減らすことが可能となる。
【００４３】
次に本発明の第二実施形態について、図４（ａ）から図６（ｈ）を参照して説明する。本実施形態におけるステンシルマスク６１は、補強部の態様が第一実施形態と異なっている。なお、以降の説明において、既に説明したものと共通する構成等については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００４４】
図４（ａ）は、ステンシルマスク６１を示す平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。ステンシルマスク６１においては、補強部２１を形成するための凹部１７が、メンブレン層１０のうち、支持基板層３０と反対側の面（以下、「上面」と称する。）に形成されている。
【００４５】
図５（ａ）から図５（ｊ）は、ステンシルマスク６１の製造方法の流れを示す図である。図５（a）から図５（ｅ）までの工程は、図２（a）から図２（ｅ）に示した第一実施形態の工程と同様である。
【００４６】
続いて、図５（ｆ）に示すように、メンブレン層１０の上面１０Ａに凹部１７を形成するためのレジスト層５３を形成する。このとき、基板開口３１内に露出したエッチング停止層４０は、除去せずに残しておく。
【００４７】
次に、図５（ｇ）に示すように、メンブレン層１０の上面１０Ａに凹部１７を形成した後、図５（ｈ）に示すように、メンブレン層１０の上面１０Ａにレジスト層５４を形成し、図５（ｉ）に示すように、凹部１７の底面にステンシルパターン１２を形成する。最後に、基板開口３１内に露出したエッチング停止層４０を除去すると、図５（ｊ）に示すように、ステンシルマスク６１が完成する。
【００４８】
本実施形態のステンシルマスク６１およびその製造方法によれば、第一実施形態同様、大きな熱容量と優れた機械的強度とを兼ね備えたステンシルマスクを、簡単な構造かつ従来と大きく変わらない製造方法で製造することができる。
【００４９】
さらに、ステンシルパターン１２をメンブレン層１０の上面側から形成するため、ステンシルパターンの形成時にエッチング停止層４０を除去する必要がなく、エッチング停止層をステンシルパターンの形成時に利用して効率よく製造することができる。
【００５０】
また、凹部１７とステンシルパターンとをともに上面側から作製可能なため、両者の位置精度が向上する。その結果、バウンダリー領域の寸法をさらに小さくすることが可能となり、耐熱性および機械的強度を更に向上させることができる。
【００５１】
本実施形態においても、製造における各工程の順序は変更することができる。図６（ａ）から図６（ｈ）に示す変形例では、図６（ａ）から図６（ｅ）に示すように、凹部１７およびステンシルパターン１２を先に形成し、その後図６（ｆ）から図６（ｈ）に示すように、基板開口３１を形成している。本実施形態では、凹部およびステンシルパターンをメンブレン層１０の上面側から形成するため、このような手順でもステンシルパターンを製造することが可能である。
【００５２】
本実施形態においては、平面視において、凹部１７の一部が基板開口３１の外側に位置する、すなわち、凹部１７の一部のみが平面視において基板開口３１と重なるようにすることも可能である。凹部の具体的形状や配置は、メンブレン層に要求する熱容量や機械的強度等に鑑みて適宜設定することができる。
【００５３】
以下に、本発明の実施例を示す。
（実施例１）
この実施例は、第一実施形態のステンシルマスク１の実施例であり、パターン部１１の厚さが１０マイクロメートル（μｍ）、補強部２１の厚さが６０μｍの部分一括露光用のステンシルマスクである。
【００５４】
まず厚さ５２５μｍからなる支持基板層３０、厚さ０．５μｍのエッチング停止層４０、厚さ６０μｍのメンブレン層１０からなる直径が１００ミリメートル（ｍｍ）の材料基板を用意した。この材料基板１Ａは、支持基板層３０およびメンブレン層１０の材料はシリコン単結晶、エッチング停止層は中間酸化膜から形成される、Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ基板（以後、「ＳＯＩ基板」と称する。）である（図２（ａ））。材料基板のサイズは特に上記に限定されるものではなく、一般にウエハプロセスで使われる大きさである６、８、１２インチ等でも可能である。
【００５５】
次に、メンブレン層１０上にＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）系の電子線感応ポジレジストを厚さ１μｍ程度塗布し、電子線リソグラフィによってアライメントマークパターン５１Ａを形成してレジスト層５１とした（図２（ｂ））。
【００５６】
次に、レジスト層５１をエッチングマスクとして、ドライエッチングによってメンブレン層１０にアライメントマーク１６を形成し、レジスト層５１を酸素プラズマアッシングで除去した（図２（ｃ））。
【００５７】
次に、支持基板層３０にフォトレジストをスプレーコートにより塗布し、厚さ５０μｍのレジストを形成し、パターン露光・現像を行い、基板開口３１を形成するためのレジスト層５２を形成した（図２（ｄ））。露光時における材料基板１Ａと基板開口パターン露光用のフォトマスクとの位置合わせには、アライメントマーク１６とフォトマスクのアライメントマークとを用いた。
【００５８】
次に、レジスト層５２をエッチングマスクにしてフロロカーボン系の混合ガスプラズマを用いたドライエッチングにより、エッチング停止層４０をエッチングストッパーとして支持基板層３０の一部をエッチングし、基板開口３１を形成した、その後、酸素プラズマアッシングによりレジスト層５２を除去した（図２（ｅ））。
【００５９】
次に、材料基板１Ａを５％フッ化水素酸溶液に浸漬して、ドライエッチングにより露出したエッチング停止層４０の一部を除去した（図２（ｆ））。
【００６０】
次に、基板開口３１側から電子線レジストをスプレーコートにより塗布して厚さ１μｍの感光層を形成する。さらに、当該感光層に電子線描画、現像を行って凹部１７形成用パターンを形成し、レジスト層５３とした。（図２（ｇ））。
【００６１】
次に、レジスト層５３をエッチングマスクにしてフロロカーボン系の混合ガスプラズマを用いたドライエッチングにより、５０μｍ深さのエッチングを行い、凹部１７を形成した（図２（ｈ））。
【００６２】
次に、メンブレン層１０の上面にＰＭＭＡの電子線感応レジストをスプレーコートにより厚さ１μｍ塗布し、電子線描画、現像を行いステンシルレジストパターンを形成してレジスト層５４とした（図２（ｉ））。
【００６３】
次に、レジスト層５４をエッチングマスクにしてフロロカーボン系の混合ガスプラズマを用いたドライエッチングにより１０μｍの深さのエッチングを行い、ステンシルパターン１２を形成した。その後、酸素プラズマアッシングによりレジスト層５４を除去した。
【００６４】
次に、洗浄を行った。このとき、洗浄処理として、アンモニア：過酸化水素水：純水の比を１：１：５に混合し、７０度に加熱したアンモニア過水に加工した材料基板を１０分間浸漬し、純水オーバーフローのリンスを行う。その後、希フッ酸処理および再度オーバーフロー処理を行い、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）ベーパ乾燥を行う。
【００６５】
以上により、パターン部１１の厚さ１０μｍ、補強部２１の厚さが６０μｍの多段構造のメンブレン層１０を具備した、部分一括露光用のステンシルマスクを得ることができた（図２（ｊ））。
【００６６】
（実施例２）
実施例は、第二実施形態のステンシルマスク６１の実施例である。パターン部１１の厚みは５μｍ、補強部２１の厚みは１５μｍとした。
【００６７】
まず、図５（ａ）に示すように、材料基板１ＡとしてＳＯＩ基板を用意した。各部の寸法は、支持基板層３０の厚さ５２５μｍ、エッチング停止層４０の厚さ０．５μｍ、メンブレン層１０の厚さ２０μｍ、直径１００ｍｍとした。
【００６８】
次に、メンブレン層１０上にＰＭＭＡの電子線感応ポジレジストを厚さ１μｍ程度塗布し、電子線リソグラフィによってアライメントマークパターン５１Ａを形成してレジスト層５１とした（図５（ｂ））。
【００６９】
次に、レジスト層５１をエッチングマスクとして、ドライエッチングによってメンブレン層１０にアライメントマーク１６を形成し、レジスト層５１を酸素プラズマアッシングで除去した（図５（ｃ））。
【００７０】
次に、支持基板層３０にフォトレジストをスプレーコートにより塗布し、厚さ５０μｍのレジストを形成する。その後、パターン露光・現像を行い、基板開口用パターンを形成してレジスト層５２とする（図５（ｄ））。このとき、材料基板１Ａとフォトマスクとの位置合わせを、実施例１と同様の方法で行った。
【００７１】
次に、レジスト層５２をエッチングマスクにしてフロロカーボン系の混合ガスプラズマを用いたドライエッチングにより、エッチング停止層４０をエッチングストッパーとして支持基板層３０の一部をエッチングし、基板開口３１を形成した、その後、酸素プラズマアッシングによりレジスト層５２を除去した（図５（ｅ））。
【００７２】
次に、メンブレン層１０の上面にＰＭＭＡの電子線感応レジストをスプレーコートして厚さ１μｍの感光層を形成し、電子線描画、現像を行い凹部１７形成用パターンを形成してレジスト層５３とした（図５（ｆ））。
【００７３】
次に、レジスト層５３をエッチングマスクにしてフロロカーボン系の混合ガスプラズマを用いたドライエッチングにより、１５μｍ深さのエッチングを行い、凹部１７を形成した。その後、レジスト層５３を酸素プラズマアッシングで除去した（図５（ｇ））。
【００７４】
次に、再びメンブレン層１０の上面にＰＭＭＡの電子線感応レジストをスプレーコートにより厚さ１μｍ塗布し、電子線描画、現像を行って所定のパターンを形成し、ステンシパターン形成のためのレジスト層５４を形成した（図５（ｈ））。
【００７５】
その後、レジスト層５４をエッチングマスクにして、フロロカーボン系の混合ガスプラズマを用いたドライエッチングにより、５μｍ深さのエッチングを行ってステンシルパターン１２を形成した。その後、レジスト層５４を酸素プラズマアッシングで除去した（図５（ｉ））。
【００７６】
さらに、材料基板１Ａを５％フッ化水素酸溶液に浸漬してドライエッチングにより露出したエッチング停止層４０を除去した。
【００７７】
最後に、実施例１と同様の条件で洗浄を行うと、厚さ５μｍのパターン部１１と、厚さ１５μｍの補強部２１とを有する多段構造のメンブレン層１０を具備した部分一括露光用のステンシルマスクを得ることができた（図５（ｊ））。
【００７８】
以上、本発明の各実施形態および各実施例について説明したが、本発明の技術範囲は上記実施形態等に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において各実施形態における構成要素の組み合わせを変えたり、各構成要素に種々の変更を加えたり、削除したりすることが可能である。
【００７９】
例えば、本発明のステンシルマスクは、必要に応じて図７に示すように導電膜７１をさらに形成してもよい。導電膜７１の種類は特に限定されず、各種金属膜等を用いることができる。
【００８０】
また、上述の各実施形態においては、複数のステンシルパターンの各々が補強部によって囲まれている例を示したが、これに代えて、図８に示す変形例のように、２つ以上のステンシルパターン１２を囲むように補強部２１が形成されてもよい。
【００８１】
さらに、図９に示す断面図のように、斜面状の内壁１７ａを有し、底面よりも開口の寸法が大きくなるように凹部が形成されてもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１、６１  ステンシルマスク
１Ａ  材料基板（積層体）
１０  メンブレン層
１１  パターン部
１２  ステンシルパターン
１７  凹部
２１  補強部
３０  支持基板層
３１  基板開口
４０  エッチング停止層
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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