Process for the fabrication of high definition silicon shadow masks

Eine hochauflösende Schattenmaske mit geringer Strukturverzerrung wird aus einer Siliziummembran mit einer Struktur von Öffnungen gebildet, die durch die Membran durch reaktives Ionenstrahlätzen unter Verwendung einer Maskierungsschicht aus Siliziumdioxid geätzt werden. Zur Erreichung einer geringen Verzerrung über einer großflächigen Membran wird die Spannung der Membran und der Maskierungsschicht kontrolliert, um innerhalb eines optimalsn Bereiches zu bleiben, so daß die Spannungsverminderung, die bei der Erzeugung der Öffnungen auftritt, vernachlässigbar gering gehalten wird. Eine Siliziummembran mit kontrollierter Spannung wird durch ein elektrochemisches Ätz-Stopp-Verfahren des p/n-Überganges erzeugt. Nach der Herstellung der Membran wird diese mit einer aufgetragenen Siliziumdioxidschicht überzogen. Die Spannung der Oxidschicht kann nach dem Ablagern durch Anlassen auf einen optimalen Wert eingestellt werden. Die Membran mit der Oxidmaskierungsschicht wird danach mit einer Photoresistschicht bedeckt, die dann mit der gewünschten Schattenmaskenstruktur strukturiert wird. Sobald die Photoresistschicht strukturiert ist, wird die Struktur in die Oxidschicht durch reaktives Ionenstrahlätzen übertragen. Das strukturierte Oxid dient dann als Maske für das Ätzen von Öffnungen durch die Siliziummembran, eben falls durch reaktive Ionenstrahlätzung. A high resolution shadow mask with low pattern distortion is formed from a silicon membrane with a pattern of apertures etched through the membrane by reactive ion etching using a silicon dioxide masking layer. To achieve low distortion over a large area membrane, the stress of the membrane and the masking layer is controlled to remain within an optimal range so that the stress relief that occurs when the apertures are formed is kept negligibly small. A silicon membrane with controlled stress is made using a p/n junction electrochemical etch-stop process. After making the membrane, it is then coated with a deposited silicon dioxide layer. The stress of the oxide layer may be adjusted to an optimum value by annealing after deposition. The membrane with the oxide mask layer is next coated with a photoresist layer which is then patterned with the desired shadow mask pattern. Once the photoresist is patterned, the pattern is then transferred into the oxide layer by reactive ion etching. The patterned oxide then serves as the mask for etching apertures through the silicon membrane, also done by reactive ion etching.