JPH041069B2 - - Google Patents
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- JPH041069B2 JPH041069B2 JP60259986A JP25998685A JPH041069B2 JP H041069 B2 JPH041069 B2 JP H041069B2 JP 60259986 A JP60259986 A JP 60259986A JP 25998685 A JP25998685 A JP 25998685A JP H041069 B2 JPH041069 B2 JP H041069B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- substrate
- photochemical reaction
- light source
- parallel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は電子デバイスの製造プロセスに用いら
れる光化学反応を利用した加工方法及び装置に関
する。
れる光化学反応を利用した加工方法及び装置に関
する。
LSI製造プロセスに光化学反応を利用する光
CVDや光エツチング等の光プロセス技術が、LSI
の高集積化に伴うプロセスの低温化、低損傷化、
簡素化等の要請に応えうる有力技術の候補として
注目されている。
CVDや光エツチング等の光プロセス技術が、LSI
の高集積化に伴うプロセスの低温化、低損傷化、
簡素化等の要請に応えうる有力技術の候補として
注目されている。
このうちレジストプロセスを不要とするパター
ニングの簡素化は、将来のLSIプロセスへの適用
形態として再も期待が強いもののひとつである。
このような例は、特開昭57−26445「レーザアニー
ル装置」に提案され、また、レーザエツチングに
ついて実験的に実証した例が「第16回固体素子材
料コンフアレンス」（1984、神戸）のアブストラ
クトの441頁以降に記載されている。
ニングの簡素化は、将来のLSIプロセスへの適用
形態として再も期待が強いもののひとつである。
このような例は、特開昭57−26445「レーザアニー
ル装置」に提案され、また、レーザエツチングに
ついて実験的に実証した例が「第16回固体素子材
料コンフアレンス」（1984、神戸）のアブストラ
クトの441頁以降に記載されている。
しかしながら、従来の光プロセスによるレジス
トレスのパターニング技術においては、照射光を
マスクを通してパターニングして基板上に転写す
る必要があるため、通常のレジストプロセスのリ
ソグラフイー工程と同様、微細な目合わせをする
必要がある。このため、光学的に関連する所要技
術レベルは、従来の光プロセスによつても緩和さ
れず、このことが光プロセスの導入を遅れさせる
要因のひとつになつている。しかも、光化学反応
の高度化と、デバイスの微細化とによつて、光プ
ロセス用の光源波長は短波長化される傾向にある
が、このことが光学系関連技術の所要技術レベル
をむしろ高める方向にさえ働いている。このた
め、光プロセスにおいては、マスクパターン転写
に頼る従来形のパターニング技術から離れ、プロ
セス途中の基板のパターンを利用したセルフアラ
イン技術を何らかの形で導入して、前述の光学系
に係る所要技術レベルを大幅に下げることが必要
である。
トレスのパターニング技術においては、照射光を
マスクを通してパターニングして基板上に転写す
る必要があるため、通常のレジストプロセスのリ
ソグラフイー工程と同様、微細な目合わせをする
必要がある。このため、光学的に関連する所要技
術レベルは、従来の光プロセスによつても緩和さ
れず、このことが光プロセスの導入を遅れさせる
要因のひとつになつている。しかも、光化学反応
の高度化と、デバイスの微細化とによつて、光プ
ロセス用の光源波長は短波長化される傾向にある
が、このことが光学系関連技術の所要技術レベル
をむしろ高める方向にさえ働いている。このた
め、光プロセスにおいては、マスクパターン転写
に頼る従来形のパターニング技術から離れ、プロ
セス途中の基板のパターンを利用したセルフアラ
イン技術を何らかの形で導入して、前述の光学系
に係る所要技術レベルを大幅に下げることが必要
である。
本発明の目的は、このような問題を解決し、セ
ルフアラインによりデバイスの平坦化に有効な光
化学反応加工方法およびその加工装置を提供する
ことにある。
ルフアラインによりデバイスの平坦化に有効な光
化学反応加工方法およびその加工装置を提供する
ことにある。
第１の本発明の構成は、ガスの雰囲気中に置か
れた基板の表面の所望部に、光を照射して光化学
反応に基づく加工を施す光化学反応加工方法にお
いて、前記の光を平行光束して前記基板に斜めに
照射し、かつ前記基板に垂直な軸を回転軸として
前記基板と前記の光とを相対的に回転させること
を特徴とする。
れた基板の表面の所望部に、光を照射して光化学
反応に基づく加工を施す光化学反応加工方法にお
いて、前記の光を平行光束して前記基板に斜めに
照射し、かつ前記基板に垂直な軸を回転軸として
前記基板と前記の光とを相対的に回転させること
を特徴とする。
第２の本発明の構成は、光源と、この光源から
の光を入射窓を介して基板上に導入しかつこの光
照射により光化学反応に生ずるガス雰囲気中にそ
の基板を保持する加工セルと、前記光源からの光
を平行光にして前記入射窓を介して前記基板面の
所望個所に導く光学系とを含む光化学反応加工装
置において、前記基板面の垂直軸に対し前記平行
光が傾斜されてその基板面を照射するようこの基
板を保持する手段と、この基板を前記垂直軸のま
わりに回転させる回転手段とを備えることを特徴
とする。
の光を入射窓を介して基板上に導入しかつこの光
照射により光化学反応に生ずるガス雰囲気中にそ
の基板を保持する加工セルと、前記光源からの光
を平行光にして前記入射窓を介して前記基板面の
所望個所に導く光学系とを含む光化学反応加工装
置において、前記基板面の垂直軸に対し前記平行
光が傾斜されてその基板面を照射するようこの基
板を保持する手段と、この基板を前記垂直軸のま
わりに回転させる回転手段とを備えることを特徴
とする。
本発明の構成により、光化学反応誘起用の照射
光を平行光にして基板面に斜めに入射させてい
る。この基板には、既に前工程による凹凸パター
ンができているものとすると、光の直進性により
基板上には凹部に光の当らない影を生ずる。この
影の部分と、光が照射されている部分とでは、基
板表面の光化学反応の生じ方に差を生じる。しか
も、この反応の選択性は当然セルフアラインに生
じる。
光を平行光にして基板面に斜めに入射させてい
る。この基板には、既に前工程による凹凸パター
ンができているものとすると、光の直進性により
基板上には凹部に光の当らない影を生ずる。この
影の部分と、光が照射されている部分とでは、基
板表面の光化学反応の生じ方に差を生じる。しか
も、この反応の選択性は当然セルフアラインに生
じる。
本発明では、さらに照射光の基板への入射方向
を基板の垂直軸のまわりで回転（才差運動）させ
ることにより、この光化学反応のセルフアライン
な選択性を一層強調ないしは変形させている。即
ち、深いトレンチやバイアホールの底部付近で
は、この才差運動によつても、光は常に照射され
ないが、底部よりも上部の部分や、例えば配線に
よる段差の部分にできる影の部分は、この才差運
動の周期のある一部の時間で生じ、その他の時間
では光が当たり、また平坦部には従来通り常時光
が当たる。この段差付近の場所の違いによる照射
積分時間の差、即ち光化学反応量の差は、次に述
べるように、段差被覆性の向上やバイアホール埋
込みなど、マイクロデバイスに重要な平坦化に極
めて有効な作用を及ぼす。
を基板の垂直軸のまわりで回転（才差運動）させ
ることにより、この光化学反応のセルフアライン
な選択性を一層強調ないしは変形させている。即
ち、深いトレンチやバイアホールの底部付近で
は、この才差運動によつても、光は常に照射され
ないが、底部よりも上部の部分や、例えば配線に
よる段差の部分にできる影の部分は、この才差運
動の周期のある一部の時間で生じ、その他の時間
では光が当たり、また平坦部には従来通り常時光
が当たる。この段差付近の場所の違いによる照射
積分時間の差、即ち光化学反応量の差は、次に述
べるように、段差被覆性の向上やバイアホール埋
込みなど、マイクロデバイスに重要な平坦化に極
めて有効な作用を及ぼす。
すなわち、まず光エツチングの場合には、影の
部分ではエツチングが生じないため基板面の凸部
のみがエツチングにより平坦化される。
部分ではエツチングが生じないため基板面の凸部
のみがエツチングにより平坦化される。
次に、この光エツチングと組合わせて、同時に
成膜プロセスを行えば埋め込み成膜が可能であ
る。この場合の成膜には特段光の効果を利用しな
くて良い。
成膜プロセスを行えば埋め込み成膜が可能であ
る。この場合の成膜には特段光の効果を利用しな
くて良い。
さらに、光化学反応の反応種が光により基板表
面から脱離する光脱離現象を利用した場合、これ
らの例とは逆に、光の照射量の多い場所での光化
学反応が抑制され、むしろ影の部分での反応が進
行するので、熱化学反応プロセスを光の照射によ
り凹部のみに限定することができる。このため、
成膜技術と組合せることにより、やはり埋込み成
膜が可能となる。
面から脱離する光脱離現象を利用した場合、これ
らの例とは逆に、光の照射量の多い場所での光化
学反応が抑制され、むしろ影の部分での反応が進
行するので、熱化学反応プロセスを光の照射によ
り凹部のみに限定することができる。このため、
成膜技術と組合せることにより、やはり埋込み成
膜が可能となる。
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例の構成図である。紫
外レーザからなる光源１からの出射光を光学系２
により所要のビーム径を有した平行光に交換し
て、反応セル３の入射窓４から基板５に向け入射
させる。この入射光は一様な強度分布を有する平
行光にするため、光学系２はリソグラフイー用ス
テツパの超精密な光学系や目合わせ機構が不要
で、極めて簡単な構成でよい。
外レーザからなる光源１からの出射光を光学系２
により所要のビーム径を有した平行光に交換し
て、反応セル３の入射窓４から基板５に向け入射
させる。この入射光は一様な強度分布を有する平
行光にするため、光学系２はリソグラフイー用ス
テツパの超精密な光学系や目合わせ機構が不要
で、極めて簡単な構成でよい。
基板５は傾斜ステージ７により、入射光が所定
の入射角となるように傾き角をセツトされる。次
いで、回転ステージ８によりプロセス中に基板５
を回転しうるようにしている。さらに基板はヒー
タ９に装着して、加熱可能な構成としている。こ
のため、反応セル３の底部から、XYステージ
６、傾斜ステージ７、回転ステージ８、ヒータ９
の順番で結合して基板保持部を構成する。XYス
テージ６は、傾斜ステージ７の動作による基板の
中心の水平移動を入射光に対し補正するために用
いる。さらにこの反応セル３に、光化学反応を誘
起するガスを供給するガス供給系１０と排ガス処
理系１１とを接続する。
の入射角となるように傾き角をセツトされる。次
いで、回転ステージ８によりプロセス中に基板５
を回転しうるようにしている。さらに基板はヒー
タ９に装着して、加熱可能な構成としている。こ
のため、反応セル３の底部から、XYステージ
６、傾斜ステージ７、回転ステージ８、ヒータ９
の順番で結合して基板保持部を構成する。XYス
テージ６は、傾斜ステージ７の動作による基板の
中心の水平移動を入射光に対し補正するために用
いる。さらにこの反応セル３に、光化学反応を誘
起するガスを供給するガス供給系１０と排ガス処
理系１１とを接続する。
以下、具体的なプロセスへの適用例について具
体的に説明する。
体的に説明する。
第２図は本発明をＷのバイアホール埋込みに適
用した場合の基板の断面図である。この場合、絶
縁膜２３で覆われた下層のＡ配線２１を有する基
板５にバイアホール２２を開け、Ｗを埋め込む。
通常はガス供給系１０からWF6とH2ガスとを反
応セル３に供給して、Ａの還元反応を利用してＷ
を埋め込むが、その場合には埋め込み可能なＷの
厚みが非常に薄いため、アスペクト比の大きなバ
イアホールの埋込みには使えない。
用した場合の基板の断面図である。この場合、絶
縁膜２３で覆われた下層のＡ配線２１を有する基
板５にバイアホール２２を開け、Ｗを埋め込む。
通常はガス供給系１０からWF6とH2ガスとを反
応セル３に供給して、Ａの還元反応を利用してＷ
を埋め込むが、その場合には埋め込み可能なＷの
厚みが非常に薄いため、アスペクト比の大きなバ
イアホールの埋込みには使えない。
これに対し本実施例では、還元反応のような基
板選択性のあるプロセスに代えて、WF6のみを
用いた通常の熱CVDを行い、それに加えてガス
供給系１０からＷのエツチング用のCL4ガスを同
時に供給して、ArＦエキシマレーザを光源１に
用い、バイアホール以外の部分でのＷのCVDを
光エツチング反応により抑止し、影となるバイア
ホール部にのみセルフアラインにＷを深く埋め込
むことができる。
板選択性のあるプロセスに代えて、WF6のみを
用いた通常の熱CVDを行い、それに加えてガス
供給系１０からＷのエツチング用のCL4ガスを同
時に供給して、ArＦエキシマレーザを光源１に
用い、バイアホール以外の部分でのＷのCVDを
光エツチング反応により抑止し、影となるバイア
ホール部にのみセルフアラインにＷを深く埋め込
むことができる。
埋め込まれた金属２４の断面形状は、入射光２
５の光線と基板５の表面とのなす傾斜角θで決る
影の部分に対応し、高いアスペクト比のバイアホ
ールに対しても、後工程に支障を与えない程充分
深く埋め込むことができる。なお、光源１の波長
によつては、WF6の光CVDも生ずるが、本実施
例では、その場合には平坦部のＷのCVDが生じ
ないように、エツチングガスの濃度を数Torr程
度に高く設定している。
５の光線と基板５の表面とのなす傾斜角θで決る
影の部分に対応し、高いアスペクト比のバイアホ
ールに対しても、後工程に支障を与えない程充分
深く埋め込むことができる。なお、光源１の波長
によつては、WF6の光CVDも生ずるが、本実施
例では、その場合には平坦部のＷのCVDが生じ
ないように、エツチングガスの濃度を数Torr程
度に高く設定している。
以上、光エツチングと一括熱CVDとを組合わ
せた場合について述べたが、本発明が適用可能な
対象はこの例に限定されることなく、他の多くの
変形が可能である。
せた場合について述べたが、本発明が適用可能な
対象はこの例に限定されることなく、他の多くの
変形が可能である。
例えば、下層金属配線上の凹凸の生ずる絶縁膜
のエツチバツグに適用可能である。また、光化学
反応として吸着種に対する光脱離効果を利用すれ
ば、熱的CVDとの組合せにより、やはりバイア
スホールの埋込みが可能である。
のエツチバツグに適用可能である。また、光化学
反応として吸着種に対する光脱離効果を利用すれ
ば、熱的CVDとの組合せにより、やはりバイア
スホールの埋込みが可能である。
また、以上の説明で成膜に用いる熱CVDの代
りに、蒸着、スパツタ、MBE等の物理的な成膜
技術も用いられる。
りに、蒸着、スパツタ、MBE等の物理的な成膜
技術も用いられる。
また、光源としてはレーザに限らず、光化学反
応を誘起しうる他の紫外ランプやプラズマ発光等
が当然用いられる。また、基板の回転の代りに、
照射光を才差運動させながら基板に照射する光学
系を用いても良い。また、光化学反応の適用対象
としては、レーザ酸化などの改質加工も可能であ
る。
応を誘起しうる他の紫外ランプやプラズマ発光等
が当然用いられる。また、基板の回転の代りに、
照射光を才差運動させながら基板に照射する光学
系を用いても良い。また、光化学反応の適用対象
としては、レーザ酸化などの改質加工も可能であ
る。
以上説明したように、本発明によれば、凹凸の
ある基板に斜めに光化学反応誘起光を照射するこ
とにより、凹凸部に対する積分光照射量の違いを
利用した極めて簡単な光学系の構成にもかかわら
ず、セルフアラインで、デバイスの平坦化に特に
有効な加工方法及び加工装置が得られる。
ある基板に斜めに光化学反応誘起光を照射するこ
とにより、凹凸部に対する積分光照射量の違いを
利用した極めて簡単な光学系の構成にもかかわら
ず、セルフアラインで、デバイスの平坦化に特に
有効な加工方法及び加工装置が得られる。
第１図は本発明の一実施例を説明する全体構成
図、第２図は本発明を適用した場合の基板の断面
図である。 １……光源、２……光源系、３……反応セル、
４……入射窓、５……基板、６……Ｘ−Ｙステー
ジ、７……傾斜ステージ、８……回転ステージ、
９……ヒータ、１０……ガス供給系、１１……排
ガス処理系、２１……Ａ配線、２２……バイアホ
ール、２３……絶縁膜、２４……埋め込まれた金
属、２５……入射光。
図、第２図は本発明を適用した場合の基板の断面
図である。 １……光源、２……光源系、３……反応セル、
４……入射窓、５……基板、６……Ｘ−Ｙステー
ジ、７……傾斜ステージ、８……回転ステージ、
９……ヒータ、１０……ガス供給系、１１……排
ガス処理系、２１……Ａ配線、２２……バイアホ
ール、２３……絶縁膜、２４……埋め込まれた金
属、２５……入射光。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ガスの雰囲気中に置かれた基板の表面の所望
部に、光を照射して光化学反応に基づく加工を施
す光化学反応加工方法において、前記の光を平行
光束にして前記基板に斜めに照射し、かつ前記基
板に垂直な軸を回転軸として前記基板と前記の光
とを相対的に回転させることを特徴とする光化学
反応加工方法。 ２ 光源と、この光源からの光を入射窓を介して
基板上に導入しかつこの光照射により光化学反応
を生ずるガス雰囲気中にその基板を保持する加工
セルと、前記光源からの光を平行光にして前記入
射窓を介して前記基板面の所望個所に導く光学系
とを含む光化学反応加工装置において、前記基板
面の垂直軸に対し前記平行光が傾斜されてその基
板面を照射するようこの基板を保持する手段と、
この基板を前記垂直軸のまわりに回転させる回転
手段とを備えることを特徴とする光化学反応加工
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25998685A JPS62120476A (ja) | 1985-11-19 | 1985-11-19 | 光化学反応加工方法およびその加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25998685A JPS62120476A (ja) | 1985-11-19 | 1985-11-19 | 光化学反応加工方法およびその加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62120476A JPS62120476A (ja) | 1987-06-01 |
| JPH041069B2 true JPH041069B2 (ja) | 1992-01-09 |
Family
ID=17341692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25998685A Granted JPS62120476A (ja) | 1985-11-19 | 1985-11-19 | 光化学反応加工方法およびその加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62120476A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61279690A (ja) * | 1985-06-05 | 1986-12-10 | Hitachi Ltd | 表面処理装置 |
-
1985
- 1985-11-19 JP JP25998685A patent/JPS62120476A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62120476A (ja) | 1987-06-01 |
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