JPH04188620A - 微細加工方法及び装置 - Google Patents
微細加工方法及び装置Info
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- JPH04188620A JPH04188620A JP31495390A JP31495390A JPH04188620A JP H04188620 A JPH04188620 A JP H04188620A JP 31495390 A JP31495390 A JP 31495390A JP 31495390 A JP31495390 A JP 31495390A JP H04188620 A JPH04188620 A JP H04188620A
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- Japan
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- light
- substrate
- compound
- energy
- etching
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- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、半導体、金属、絶縁体りにパターン形成を行
なう微細加−Ｆ力法及び該方法を実施するに好適な装置
に関する。
なう微細加−Ｆ力法及び該方法を実施するに好適な装置
に関する。
［従来技術］
半導体装置の製造］二程における重要な技術の一つに、
所望のパターンに従って試料基板１−に微細加工を施し
素子構造を形成するフォトリソグラフィープロセスかあ
る。従来、これを実施する技術としで、レジスト塗布、
パターン露光、現像、エツチング５ レジスト剥離等の
複雑で煩雑なプロセスか広く用いられてきた。
所望のパターンに従って試料基板１−に微細加工を施し
素子構造を形成するフォトリソグラフィープロセスかあ
る。従来、これを実施する技術としで、レジスト塗布、
パターン露光、現像、エツチング５ レジスト剥離等の
複雑で煩雑なプロセスか広く用いられてきた。
近年、半導体記憶素子に代表される様に、素子の大容量
化１機能の高性能化か急速にすすみ、それに伴い、回路
パターンかより微細化しまた回路構造も更に複雑化して
きている。−方、液晶デイスプレィ、プラズマデイスプ
レィ等の表示装置は、ますます大型化し、素子機旋も複
雑化しつつある。これらのテハイスを旧述のプロセスで
製造する場合、プロセスの更なる複雑化によっで、コス
トか」、昇し、ごみの発生の増加等によって歩留りか低
下し全体のコスｌ−も１−封する。
化１機能の高性能化か急速にすすみ、それに伴い、回路
パターンかより微細化しまた回路構造も更に複雑化して
きている。−方、液晶デイスプレィ、プラズマデイスプ
レィ等の表示装置は、ますます大型化し、素子機旋も複
雑化しつつある。これらのテハイスを旧述のプロセスで
製造する場合、プロセスの更なる複雑化によっで、コス
トか」、昇し、ごみの発生の増加等によって歩留りか低
下し全体のコスｌ−も１−封する。
一力上述のレジストを用いたフォトリソクラフィープロ
セスに代わっで、煩雑なプロセスを大幅に短縮してパタ
ーンの形成を行なう光エツチング方法か提案され、たと
えば第５回トライプロセスシンポジウム講演予稿集（間
板、岡野、揚油、９７ベーシ、１９８３）には１例か記
載されている。この論文ては、塩素ガスを導入した反応
室内にポリシリコン（ｐ−３ｉ）膜を堆積した基板を設
置した後、紫外線光をマスクを通してＳｉ基板上に選択
的に照射することで、紫外線が照射された部分たけエツ
チングか進行し、ｐ −Ｓ ｉ ｉｌｌにパターンか形
成されるプロセスか報告されている。このプロセスを用
いることによっで、レジスト塗布、現像、レジスト剥離
等の工程か無くなり、工程か簡略化され１歩留まりを向
上させ大幅にコストを軽減できる。更に従来の反応性イ
オンエラチンつて問題となるイオン照射による損傷も発
生しないため、損傷かないエツチングか可能となる。
セスに代わっで、煩雑なプロセスを大幅に短縮してパタ
ーンの形成を行なう光エツチング方法か提案され、たと
えば第５回トライプロセスシンポジウム講演予稿集（間
板、岡野、揚油、９７ベーシ、１９８３）には１例か記
載されている。この論文ては、塩素ガスを導入した反応
室内にポリシリコン（ｐ−３ｉ）膜を堆積した基板を設
置した後、紫外線光をマスクを通してＳｉ基板上に選択
的に照射することで、紫外線が照射された部分たけエツ
チングか進行し、ｐ −Ｓ ｉ ｉｌｌにパターンか形
成されるプロセスか報告されている。このプロセスを用
いることによっで、レジスト塗布、現像、レジスト剥離
等の工程か無くなり、工程か簡略化され１歩留まりを向
上させ大幅にコストを軽減できる。更に従来の反応性イ
オンエラチンつて問題となるイオン照射による損傷も発
生しないため、損傷かないエツチングか可能となる。
しかしながらこの光エツチング方法では、加工溝内部で
の光散乱や回折によってパターンに忠実な微細加工を行
なうことか非常に困難であり、また完全な異方性エツチ
ングを行なうためには、＠壁保護膜を形成しなくてはな
らず、結果としてこの膜か残液として残り、素子に悪影
響を及ぼす場合かあった。また大面積の表示装置例えば
１４″液晶デイスプレイを製造する場合、ｐ−５ｉのエ
ツチング速度が非常に低くせいぜい４０２／ｗｉｎ程度
（前述の間板等の報告）であり他のエツチング方法に比
べ２桁程低くなる。更にこれに比べ照射面積は〜２Ｘ１
０４倍大きめで、光源として現在の最高出力のエキシマ
レーザー（１００Ｗ程度）を使ったとしても実用レベル
にとても達しないのか実情である。加えて紫外線照射窓
にエツチング反応て生成した物質か堆積し、度々窓をク
リーニンクしなくてはならない欠点かあった。
の光散乱や回折によってパターンに忠実な微細加工を行
なうことか非常に困難であり、また完全な異方性エツチ
ングを行なうためには、＠壁保護膜を形成しなくてはな
らず、結果としてこの膜か残液として残り、素子に悪影
響を及ぼす場合かあった。また大面積の表示装置例えば
１４″液晶デイスプレイを製造する場合、ｐ−５ｉのエ
ツチング速度が非常に低くせいぜい４０２／ｗｉｎ程度
（前述の間板等の報告）であり他のエツチング方法に比
べ２桁程低くなる。更にこれに比べ照射面積は〜２Ｘ１
０４倍大きめで、光源として現在の最高出力のエキシマ
レーザー（１００Ｗ程度）を使ったとしても実用レベル
にとても達しないのか実情である。加えて紫外線照射窓
にエツチング反応て生成した物質か堆積し、度々窓をク
リーニンクしなくてはならない欠点かあった。
［課題を解決するための１段及び作用］本発明の微細加
工方法は改質ガス雰囲気中で、基板の表面に、該基板表
面を構成する化合物の結合エネルギー以りのエネルギー
を有し、該化合物を還元する光を選択的に照射すること
によって該基板表面に還元物で構成されるパターンＪＩ
ａ造を有する表面改質層を形成する工程と、該表面改質
層を保護膜としで、表面未改質層をエツチングする工程
と、を有することを特徴とする。
工方法は改質ガス雰囲気中で、基板の表面に、該基板表
面を構成する化合物の結合エネルギー以りのエネルギー
を有し、該化合物を還元する光を選択的に照射すること
によって該基板表面に還元物で構成されるパターンＪＩ
ａ造を有する表面改質層を形成する工程と、該表面改質
層を保護膜としで、表面未改質層をエツチングする工程
と、を有することを特徴とする。
又、本発明の微細加工装置は第１の反応容器と、該第１
の反応容器内に処理光を導入する光導入手段と、該第１
の反応容器内を排気する排気手段を備え、該第１の反応
容器内に配された基板の表面に前記処理光の照射により
表面改質層を形成する光表面処理部と、第２の反応容器
と、該第２の反応容器内に反応ガスを導入する反応ガス
導入手段と、該第２の反応容器内にプラズマ発生用のエ
ネルギーを供給するエネルギー供給手段を備え、前記表
面改質層をマスクとして表面非改質層をエツチングする
エツチング処理部と、を有する微細加工装置であって前
記処理光は前記基板表面を構成する化合物の結合エネル
ギー以上のエネルギーを有し、該化合物を還元する光で
あることを特徴とする。
の反応容器内に処理光を導入する光導入手段と、該第１
の反応容器内を排気する排気手段を備え、該第１の反応
容器内に配された基板の表面に前記処理光の照射により
表面改質層を形成する光表面処理部と、第２の反応容器
と、該第２の反応容器内に反応ガスを導入する反応ガス
導入手段と、該第２の反応容器内にプラズマ発生用のエ
ネルギーを供給するエネルギー供給手段を備え、前記表
面改質層をマスクとして表面非改質層をエツチングする
エツチング処理部と、を有する微細加工装置であって前
記処理光は前記基板表面を構成する化合物の結合エネル
ギー以上のエネルギーを有し、該化合物を還元する光で
あることを特徴とする。
本発明によれば基板表面を構成する化合物を選択的に還
元して表面改質層を形成し、該表面改質層を保護膜とし
で、表面未改質層をエツチングすることによってレジス
トを使うことなく、高速の異方性微細加工か可能となる
。
元して表面改質層を形成し、該表面改質層を保護膜とし
で、表面未改質層をエツチングすることによってレジス
トを使うことなく、高速の異方性微細加工か可能となる
。
又本発明を用いると高真空中で光照射か行なわれるため
、光照射窓の汚れを防ぐことができる。
、光照射窓の汚れを防ぐことができる。
［実施例］
本発明を図面に基づいて説明する。第１図は本発明の微
細加工装置の好適な１例を模式的に表わす図面である。
細加工装置の好適な１例を模式的に表わす図面である。
第１図に示した装置は大まかにロードロック部、光表面
処理部としての光潜像形成部、エツチング処理部によっ
て構成される。
処理部としての光潜像形成部、エツチング処理部によっ
て構成される。
ここでロードロック部は必ずしも必要なものではない。
同図においで、１は被処理試料、２は試料ｌを真空雰囲
気下に、又は大気雰囲気に戻すためのロードロック室、
３ａ、３ｂ、３ｃ。
気下に、又は大気雰囲気に戻すためのロードロック室、
３ａ、３ｂ、３ｃ。
３ｄは真空排気装置である。４ａ、４ｂ。
４ｃは試料１を出し入れてき真空機密可能なゲートバル
ブ、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄはガスを導入するためのガ
ス導入口、６は潜像室である。７ｂ、７ｃは試料保持台
、８は不図示のコンピュータによって制御され、試料保
持台７ｂを２次元的に移動可能とするＸＹ移動装置であ
る。モして９は光源としての希ガスエキシマレーザー１
１０は結像光学系としての凹面ミラー、ｉｌは厚さ１１
のＭｇＦ、単結晶板からなる窓、１２はレーザー光の吸
収をなくすための光学系減圧容器である。１３は試料の
エツチングを行なうエツチング室、１４はマイクロ波ガ
ス励起装置、１５はマイクロ波ガス励起装置１４て発生
した励起ガスをエツチング室１３に輸送するための輸送
管である。次に具体的な実施例を用いて本発明を説明す
る。
ブ、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄはガスを導入するためのガ
ス導入口、６は潜像室である。７ｂ、７ｃは試料保持台
、８は不図示のコンピュータによって制御され、試料保
持台７ｂを２次元的に移動可能とするＸＹ移動装置であ
る。モして９は光源としての希ガスエキシマレーザー１
１０は結像光学系としての凹面ミラー、ｉｌは厚さ１１
のＭｇＦ、単結晶板からなる窓、１２はレーザー光の吸
収をなくすための光学系減圧容器である。１３は試料の
エツチングを行なうエツチング室、１４はマイクロ波ガ
ス励起装置、１５はマイクロ波ガス励起装置１４て発生
した励起ガスをエツチング室１３に輸送するための輸送
管である。次に具体的な実施例を用いて本発明を説明す
る。
［実施例エコ
Ｓｉ基板上に厚さ１００ＯＡのＳｉＯ□膜を熱酸化法に
よって形成し、該５ｉ０２１Ｎに微細加工を施した。第
１図に示した装置を用いて該処理を行った。先ず、ゲー
トバルブ４ａを開は試料であるＳｉ基基板管ロードロッ
ク室２に入れた後、真空排気装置３ａによってロードロ
ック室内の圧力か１０ ””ｔｏｒｒ以下になるよう排
気した。予め潜像室６は圧力かＩ Ｏ−’ｔｏｒｒ以下
に真空排気装置３ｂによって排気されており、続いてゲ
ートバルブ４ｂを開けＳｉ基基板管試料保持台７ｂに載
せ、ゲートバルブ４ｂを閉じた後、真空排気装置によっ
て潜像室６内の圧力か１０−ａｔｏｒｒ以下になるよう
に排気した。又光学系減圧容器１２内を１０−２ｔｏｒ
ｒ以下に真空排気装置３ｄによって排気し、更に常に潜
像室６との圧力差か１０ ｔｏｒｒ以下となるように真
空排気装置３ｄを調整した。次に希ガスエキシマレーザ
ーであるＡｒエキシマレーザー９を発振させ、ｌバフレ
ス烏たりのエネルギーが５０膳ｊのレーザー光を取り出
し、凹面ミラーｌｏによって集光させ、窓１１を通して
Ｓｉ基板表面にスポットサイズ５ＩＬｍの領域に照射し
た。発振光の波長は１２６ｎ■エネルギーは９．８ｅｖ
であるため、試料表面のＳｉＯ□膜の５ｉ−０結合エネ
ルギーは８．３ｅｖより大きく、この結合を切断しＳｉ
を析出させた。本実施例ては厚さ５ｏスのＳｉ層を形成
てきた。又ＸＹ移動装Ｍ８によって試料保持台７ｂを２
次元的に移動させることによっで、所望のパターンのＳ
ｉ層を形成てきた。
よって形成し、該５ｉ０２１Ｎに微細加工を施した。第
１図に示した装置を用いて該処理を行った。先ず、ゲー
トバルブ４ａを開は試料であるＳｉ基基板管ロードロッ
ク室２に入れた後、真空排気装置３ａによってロードロ
ック室内の圧力か１０ ””ｔｏｒｒ以下になるよう排
気した。予め潜像室６は圧力かＩ Ｏ−’ｔｏｒｒ以下
に真空排気装置３ｂによって排気されており、続いてゲ
ートバルブ４ｂを開けＳｉ基基板管試料保持台７ｂに載
せ、ゲートバルブ４ｂを閉じた後、真空排気装置によっ
て潜像室６内の圧力か１０−ａｔｏｒｒ以下になるよう
に排気した。又光学系減圧容器１２内を１０−２ｔｏｒ
ｒ以下に真空排気装置３ｄによって排気し、更に常に潜
像室６との圧力差か１０ ｔｏｒｒ以下となるように真
空排気装置３ｄを調整した。次に希ガスエキシマレーザ
ーであるＡｒエキシマレーザー９を発振させ、ｌバフレ
ス烏たりのエネルギーが５０膳ｊのレーザー光を取り出
し、凹面ミラーｌｏによって集光させ、窓１１を通して
Ｓｉ基板表面にスポットサイズ５ＩＬｍの領域に照射し
た。発振光の波長は１２６ｎ■エネルギーは９．８ｅｖ
であるため、試料表面のＳｉＯ□膜の５ｉ−０結合エネ
ルギーは８．３ｅｖより大きく、この結合を切断しＳｉ
を析出させた。本実施例ては厚さ５ｏスのＳｉ層を形成
てきた。又ＸＹ移動装Ｍ８によって試料保持台７ｂを２
次元的に移動させることによっで、所望のパターンのＳ
ｉ層を形成てきた。
所望のパターンのＳｉ層を形成した後、ゲートバルブ４
ｃを開は予め真空排気装置３ｃによって１０−’ｔｏｒ
ｒ以下に真空排気しであるエツチング室１３内に試料ｌ
をいれ、試料保持台７ｃに載せた。ゲートバルブ４ｃを
閉じ、再びエツチング室１３を真空排気装置３ｃによっ
て１０−’ｔｏｒｒ以下に真空排気した。ガス導入（２
Ｊ５ｃよりエツチングガスここではＮ）１．５００ｓｃ
ｃｌＮＦ：ｌ ｌ ０ Ｏｓｃｃｗｒ、をマイクロ波ガ
ス励起装置内１４に導入し、エツチング室ｌの圧力か０
．２５ｔｏｒｒになるように真空排気系を操作制御した
。
ｃを開は予め真空排気装置３ｃによって１０−’ｔｏｒ
ｒ以下に真空排気しであるエツチング室１３内に試料ｌ
をいれ、試料保持台７ｃに載せた。ゲートバルブ４ｃを
閉じ、再びエツチング室１３を真空排気装置３ｃによっ
て１０−’ｔｏｒｒ以下に真空排気した。ガス導入（２
Ｊ５ｃよりエツチングガスここではＮ）１．５００ｓｃ
ｃｌＮＦ：ｌ ｌ ０ Ｏｓｃｃｗｒ、をマイクロ波ガ
ス励起装置内１４に導入し、エツチング室ｌの圧力か０
．２５ｔｏｒｒになるように真空排気系を操作制御した
。
マイクロ波発生装置（不図示）で発生した２、４５ＧＨ
ｚ 、７００Ｗのマイクロ波をマイクロ波ガス励起装Ｍ
４ｃに供給し該エツチングガスをプラズマ化した。プラ
ズマによって励起されたガスを輸送管１５を通してエツ
チング室１３に供給することてＳｉ層をマスクとしてＳ
ｉｎ、のみを選択的にエツチングすることかでき、所望
のパターンか形成てきた。この処理は通常の光エツチン
グに比べ高速で処理できしかもきれいなエツチング面か
得られた。又高真空中で光処理プロセスか行なわれたた
め窓か汚れずクリーニングも必要なくなった。
ｚ 、７００Ｗのマイクロ波をマイクロ波ガス励起装Ｍ
４ｃに供給し該エツチングガスをプラズマ化した。プラ
ズマによって励起されたガスを輸送管１５を通してエツ
チング室１３に供給することてＳｉ層をマスクとしてＳ
ｉｎ、のみを選択的にエツチングすることかでき、所望
のパターンか形成てきた。この処理は通常の光エツチン
グに比べ高速で処理できしかもきれいなエツチング面か
得られた。又高真空中で光処理プロセスか行なわれたた
め窓か汚れずクリーニングも必要なくなった。
［実施例２］
Ｓｉ基板上に堆積したＳｉ：＋Ｌ膜の微細加工を行なっ
た。まずＳｉ、＋Ｎ４Ｍを５熱ＣＶＤ法により１０００
人の厚さて形成した。続いて第１の実施例と同様に、試
料であるＳｉ基板を、潜像室内の試料保持台７ｂに赦せ
た後、第１の実施例と同様に、Ｓｉ基板表面にＡｒエキ
シマレーザー光を照射し、５１３Ｎ４ ｖ上に所望のパ
ターンてＳｌを析出させた。なおＡｒエギシマレーザー
光の代わりにＫｒレーザー光ても同様の効果か得られた
。これはＳｉ、Ｎ４膜の５ｉ−Ｎ結合の結合エネルギー
（４，６ｅｖ）よりＫｒレーザー光のエネルギ−（８，
５ｅｖ）か大きいため容易に５ｉ−Ｎ結合を切断てきる
からである。次いてエツチング処理は第１図に示した装
置のエツチング処理部としてのエツチング装置の代わり
に第２図に示したマイクロ波プラズマエツチング装置を
接続した装置を用いて行なった。同図においで、３ｅは
真空排気装置、５ｅはガス導入０．７ｅ試料保持台、１
６はエツチング室、１７はエツチング用プラズマを発生
させるプラズマ室、１８はプラズマ室にマイクロ波を供
給するためのマイクロ波透過窓である。そして１９はバ
ラズマ室１７の内部に磁場を発生させるための電磁コイ
ル、２０．２１は電磁コイル１９及びプラズマ室１７を
冷却するための冷却水を導入するための冷却水導入口、
同出口である。次に第１の実施例と同様にＳｉ基板をエ
ツチング室１６内の試料保持台７ｅに載せた。次いでゲ
ートバルブ４ｃを閉じエツチング室１６内圧力をＩ Ｏ
−’ｔｏｒｒ以下に真空排気した。５ｅより工１ンチン
グガスここではＣＦ６３０ ｓｃｅ曹、ＣＪ、３０ ｓ
ｃｃｍ、をプラズマ室１６内に導入し、エツチグ室１６
の圧力が４ ｘ １０−’ｔｏｒｒになるように真空排
気系を操作制御した。電磁コイル１９及びプラズマ室１
７を冷却するため冷却水を冷却水導入口２０より導入し
、同出口２１より排出すると共に、電磁コイル１９に電
流を流し、プラズマ室内に磁場を発生させた。そしてマ
イクロ波発生装置Ｉ（図示せず）て発生した２、４５Ｇ
Ｈｚ 、５００Ｗのマイクロ波を導波管を用いて伝送し
マイクロ波透過窓１８からエツチング室に供給した。エ
ツチング室１６中では、マイクロ波の電場と、磁場によ
って効率よく電ｆか加速され中性粒子を電離し濃いプラ
ズマか発生した。なお磁場の大きさを、電子サイクロト
ロン共鳴か起こる磁場の大きさ（２，４５ＧＨｚのマイ
クロ波の場合８７５Ｇａｕｓｓ）にしておくことにより
効率よくプラズマか発生した。プラズマ室て発生ｌノだ
プラズマは磁力線に沿ってプラズマ室１７からエツチン
グ室１６に拡散し、Ｓｉ基板上のＳｉ：ｌＮ４ ｍ表面
に達する。こうして５ｉ３Ｎｎ 膜のみが選択的にエツ
チングされ、５１層をマスクとして所望のパターンの微
細加工かてきた。この加工は通常の光エッチングに比べ
高速てしがもきれいなエツチング面を得ることかできた
。またガス圧力か４ Ｘ １０−’Ｌｏｒｒと低圧であ
るため、イオンは他の粒子と衝突することな（Ｓｉ、Ｎ
、表面に達するため異方性の良いエツチングかでき、更
にイオンエネルギーは十数ｅＶであるため損傷の少ない
エツチングかてきた。
た。まずＳｉ、＋Ｎ４Ｍを５熱ＣＶＤ法により１０００
人の厚さて形成した。続いて第１の実施例と同様に、試
料であるＳｉ基板を、潜像室内の試料保持台７ｂに赦せ
た後、第１の実施例と同様に、Ｓｉ基板表面にＡｒエキ
シマレーザー光を照射し、５１３Ｎ４ ｖ上に所望のパ
ターンてＳｌを析出させた。なおＡｒエギシマレーザー
光の代わりにＫｒレーザー光ても同様の効果か得られた
。これはＳｉ、Ｎ４膜の５ｉ−Ｎ結合の結合エネルギー
（４，６ｅｖ）よりＫｒレーザー光のエネルギ−（８，
５ｅｖ）か大きいため容易に５ｉ−Ｎ結合を切断てきる
からである。次いてエツチング処理は第１図に示した装
置のエツチング処理部としてのエツチング装置の代わり
に第２図に示したマイクロ波プラズマエツチング装置を
接続した装置を用いて行なった。同図においで、３ｅは
真空排気装置、５ｅはガス導入０．７ｅ試料保持台、１
６はエツチング室、１７はエツチング用プラズマを発生
させるプラズマ室、１８はプラズマ室にマイクロ波を供
給するためのマイクロ波透過窓である。そして１９はバ
ラズマ室１７の内部に磁場を発生させるための電磁コイ
ル、２０．２１は電磁コイル１９及びプラズマ室１７を
冷却するための冷却水を導入するための冷却水導入口、
同出口である。次に第１の実施例と同様にＳｉ基板をエ
ツチング室１６内の試料保持台７ｅに載せた。次いでゲ
ートバルブ４ｃを閉じエツチング室１６内圧力をＩ Ｏ
−’ｔｏｒｒ以下に真空排気した。５ｅより工１ンチン
グガスここではＣＦ６３０ ｓｃｅ曹、ＣＪ、３０ ｓ
ｃｃｍ、をプラズマ室１６内に導入し、エツチグ室１６
の圧力が４ ｘ １０−’ｔｏｒｒになるように真空排
気系を操作制御した。電磁コイル１９及びプラズマ室１
７を冷却するため冷却水を冷却水導入口２０より導入し
、同出口２１より排出すると共に、電磁コイル１９に電
流を流し、プラズマ室内に磁場を発生させた。そしてマ
イクロ波発生装置Ｉ（図示せず）て発生した２、４５Ｇ
Ｈｚ 、５００Ｗのマイクロ波を導波管を用いて伝送し
マイクロ波透過窓１８からエツチング室に供給した。エ
ツチング室１６中では、マイクロ波の電場と、磁場によ
って効率よく電ｆか加速され中性粒子を電離し濃いプラ
ズマか発生した。なお磁場の大きさを、電子サイクロト
ロン共鳴か起こる磁場の大きさ（２，４５ＧＨｚのマイ
クロ波の場合８７５Ｇａｕｓｓ）にしておくことにより
効率よくプラズマか発生した。プラズマ室て発生ｌノだ
プラズマは磁力線に沿ってプラズマ室１７からエツチン
グ室１６に拡散し、Ｓｉ基板上のＳｉ：ｌＮ４ ｍ表面
に達する。こうして５ｉ３Ｎｎ 膜のみが選択的にエツ
チングされ、５１層をマスクとして所望のパターンの微
細加工かてきた。この加工は通常の光エッチングに比べ
高速てしがもきれいなエツチング面を得ることかできた
。またガス圧力か４ Ｘ １０−’Ｌｏｒｒと低圧であ
るため、イオンは他の粒子と衝突することな（Ｓｉ、Ｎ
、表面に達するため異方性の良いエツチングかでき、更
にイオンエネルギーは十数ｅＶであるため損傷の少ない
エツチングかてきた。
［発明の効果］
以上説明した様に、表面改質層を形成する工程においで
、処理光として基板表面を構成する化合物の結合エネル
ギー以上のエネルギーを有し、該化合物を還元する光を
用いることによって一般に還元されにくい半導体、金属
の化合物を選択的に還元し１表面改質層を形成すること
かてきる。そして該表面改質層をマスクとしてエツチン
グ工程を行なうことによっで、高速加工が可能となり、
しかもきれいなエツチング面か得られる。又高真空中で
光照射するため光照射窓か汚れるのか防げる。
、処理光として基板表面を構成する化合物の結合エネル
ギー以上のエネルギーを有し、該化合物を還元する光を
用いることによって一般に還元されにくい半導体、金属
の化合物を選択的に還元し１表面改質層を形成すること
かてきる。そして該表面改質層をマスクとしてエツチン
グ工程を行なうことによっで、高速加工が可能となり、
しかもきれいなエツチング面か得られる。又高真空中で
光照射するため光照射窓か汚れるのか防げる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の微細加工装置の好適な１例を示す模式
図、第２図はマイクロ波プラズマエツチング処理装置の
例を示す模式図である。 ｉ −・・被処理試料 ２・・・ロードロック室 ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ−−−真空排気装置４ａ
、４ｂ、４ｃ・−・ゲートバルブ ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ＝−ガス導入口６・・・
潜像室 ７ｂ、７ｃ、７ｅ−−−試料保持台 ８・・・ｘｙ移動装置 ９・・・希ガスエキシマレーザー １Ｏ・・・凹面ミラー １１・・・ＭｇＦ ２単結晶板 １２・・・光学系減圧容器 １３・・・エッチンク室 １４・・・マイクロ波ガス励起装置 １５・・・輸送管 １６・・・エッチンク室 １７・・・プラズマ室 １８・・・マイクロ波透過窓 １９・・・電磁コイル ２０．２１・・・冷却水導入口、同出口である。 ＼ミーノ
図、第２図はマイクロ波プラズマエツチング処理装置の
例を示す模式図である。 ｉ −・・被処理試料 ２・・・ロードロック室 ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ−−−真空排気装置４ａ
、４ｂ、４ｃ・−・ゲートバルブ ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ＝−ガス導入口６・・・
潜像室 ７ｂ、７ｃ、７ｅ−−−試料保持台 ８・・・ｘｙ移動装置 ９・・・希ガスエキシマレーザー １Ｏ・・・凹面ミラー １１・・・ＭｇＦ ２単結晶板 １２・・・光学系減圧容器 １３・・・エッチンク室 １４・・・マイクロ波ガス励起装置 １５・・・輸送管 １６・・・エッチンク室 １７・・・プラズマ室 １８・・・マイクロ波透過窓 １９・・・電磁コイル ２０．２１・・・冷却水導入口、同出口である。 ＼ミーノ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）改質ガス雰囲気中で、基板の表面に、該基板表面を
構成する化合物の結合エネルギー以上のエネルギーを有
し、該化合物を還元する光を選択的に照射することによ
って該基板表面に還元物で構成されるパターン構造を有
する表面改質層を形成する工程と、該表面改質層を保護
膜として、表面未改質層をエッチングする工程と、を有
することを特徴とする微細加工方法。 ２）前記化合物として、シリコン窒化膜を用い、前記光
の光源としてＡｒエキシマレー ザーを用いる請求項第１項記載の微細加工方法。 ３）前記化合物として、シリコン窒化膜を用い、前記光
の光源としてＫｒエキシマレー ザーを用いる請求項第１項記載の微細加工方法。 ４）前記化合物として、シリコン酸化膜を用い、前記光
の光源としてＡｒエキシマレー ザーを用いる請求項第１項記載の微細加工方法。 ５）第１の反応容器と、該第１の反応容器内に処理光を
導入する光導入手段と、該第１の反応容器内を排気する
排気手段を備え、該第 １の反応容器内に配された基板の表面に前記処理光の照
射により表面改質層を形成する光表面処理部、 第２の反応容器と、該第２の反応容器内に 反応ガスを導入する反応ガス導入手段と、該第２の反応
容器内にプラズマ発生用のエネルギーを供給するエネル
ギー供給手段を備え、前記表面改質層をマスクとして表
面非改質層をエッチングするエッチング処理部と、を 有する微細加工装置であって 前記処理光は前記基板表面を構成する化合 物の結合エネルギー以上のエネルギーを有 し、該化合物を還元する光であることを特徴とする微細
加工装置。
Priority Applications (17)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2314953A JP2667930B2 (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | 微細加工方法及び装置 |
| EP98124753A EP0909988A1 (en) | 1990-09-26 | 1991-09-25 | Photolithographic processing method |
| EP98124750A EP0909985A1 (en) | 1990-09-26 | 1991-09-25 | Photolithographic processing method and apparatus |
| EP98124749A EP0909987A1 (en) | 1990-09-26 | 1991-09-25 | Photolithographic processing method and apparatus |
| EP98124754A EP0908782A1 (en) | 1990-09-26 | 1991-09-25 | Photolithographic processing method |
| AT91116309T ATE200829T1 (de) | 1990-09-26 | 1991-09-25 | Photolithographisches verarbeitungsverfahren und vorrichtung |
| EP98124751A EP0908781A3 (en) | 1990-09-26 | 1991-09-25 | Photolithographic processing method and apparatus |
| DE69132587T DE69132587T2 (de) | 1990-09-26 | 1991-09-25 | Photolithographisches Verarbeitungsverfahren und Vorrichtung |
| EP91116309A EP0477890B1 (en) | 1990-09-26 | 1991-09-25 | Processing method and apparatus |
| EP98124748A EP0909986A1 (en) | 1990-09-26 | 1991-09-25 | Photolithographic processing method and apparatus |
| EP98124755A EP0909989A1 (en) | 1990-09-26 | 1991-09-25 | Photolithographic processing method and apparatus |
| US08/251,666 US5962194A (en) | 1990-09-26 | 1994-05-31 | Processing method and apparatus |
| US08/428,518 US5824455A (en) | 1990-09-26 | 1995-04-25 | Processing method and apparatus |
| US08/429,288 US6025115A (en) | 1990-09-26 | 1995-04-25 | Processing method for etching a substrate |
| US08/429,287 US5863706A (en) | 1990-09-26 | 1995-04-25 | Processing method for patterning a film |
| US08/428,431 US5714306A (en) | 1990-09-26 | 1995-04-25 | Processing method and apparatus |
| US08/429,289 US5981001A (en) | 1990-09-26 | 1995-04-25 | Processing method for selectively irradiating a surface in presence of a reactive gas to cause etching |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2314953A JP2667930B2 (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | 微細加工方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04188620A true JPH04188620A (ja) | 1992-07-07 |
| JP2667930B2 JP2667930B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=18059652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2314953A Expired - Fee Related JP2667930B2 (ja) | 1990-09-26 | 1990-11-19 | 微細加工方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2667930B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57208142A (en) * | 1981-06-17 | 1982-12-21 | Toshiba Corp | Method for forming fine pattern |
| JPS63224233A (ja) * | 1987-03-13 | 1988-09-19 | Science & Tech Agency | 表面処理方法 |
-
1990
- 1990-11-19 JP JP2314953A patent/JP2667930B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57208142A (en) * | 1981-06-17 | 1982-12-21 | Toshiba Corp | Method for forming fine pattern |
| JPS63224233A (ja) * | 1987-03-13 | 1988-09-19 | Science & Tech Agency | 表面処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2667930B2 (ja) | 1997-10-27 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |