JPH04291920A - 微細加工法及び装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エッチング処理を用い
て被加工材料上に微細なパターン形成を行う微細加工法
及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置等の薄膜のデバイスの主な製
造工程は、基板上の薄膜を所望のパターンに微細加工す
る工程である。近年、半導体記憶素子に代表される様に
、素子の大容量化、機能の高性能化が急速に進み、それ
に伴って、回路パターンがより微細化し、また回路構造
もより複雑化してきている。一方、液晶ディスプレイ、
プラズマディスプレイ等の表示素子は、ますます大型化
し、素子機能も複雑化しつつある。そのために、成膜工
程や微細加工を行うエッチング工程は、溶液を用いたも
のから真空中又は減圧ガス中でプラズマや励起ガスを用
いるといったいわゆるドライプロセスが主になっている
。しかし所望の微細加工を行うために一般に用いられる
フォトリソグラフィープロセスでは、レジスト塗布、パ
ターン露光、現像、エッチング、レジスト剥離等の複雑
で煩雑なプロセスが用いられる。

【０００３】このうちのレジスト塗布、現像、レジスト
剥離工程では、溶液を使うため、すべてをドライプロセ
スにすることはできない。また上記のフォトリソグラフ
ィープロセスで使用されるレジストは、剥離してごみの
発生源となるため、歩留り低下の一因ともなっている。

【０００４】このようなレジストを使用することなく微
細加工を行なう方法としては、　Ｍ．Ｔａｎｅｙａ　ｅ
ｔ．　ａｌ，Ｊａｐａｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ
　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　２９（１），　Ｌ
１８２　（１９９０）に示されている様に、改質ガス中
での光照射等により、被処理膜表面にパターン構造を有
する表面改質層を形成させる工程と、この表面改質層を
マスク（保護膜）として表面非改質層をドライエッチン
グする工程とによる微細加工法がある。この方法によれ
ば、フォトリソグラフィープロセスを用いることなく、
すべての工程をドライプロセスとした微細加工が可能と
なり、高歩留りを保障することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の薄膜デ
バイスの微細加工法のうち、フォトリソグラフィープロ
セスを用いた方法においては、レジストを使用し、これ
を剥離するため、はがれたレジストがゴミとなって被加
工材料表面に付着してしまい、素子の性能を劣化させる
とともに歩留りを低下させてしまうという問題点があっ
た。

【０００６】また、上述のフォトリソグラフィープロセ
スを用いることなく、表面改質層をマスクとしてドライ
エッチングを行なう方法においては、低コストかつ高歩
留りとすることができるが、表面改質層形成の過程で表
面改質条件である改質ガス圧力、光強度等を一定として
、同一時間の改質処理を行っても、被改質膜の表面の形
状、結合状態等の影響で、形成される改質層の層厚の再
現性が必ずしも得られず、即ち一定の層厚の改質層を得
ることが難しいという問題があった。

【０００７】これは、例えばエッチングマスクとなる改
質層が厚過ぎると、被エッチング膜エッチング後に改質
層が残ってしまうという問題が生じ、逆に改質層が薄過
ぎると被エッチング膜エッチング後に改質層が消失して
しまい、残すべき下地層までエッチングされてしまうと
いう問題が生じる。

【０００８】

【発明の目的】本発明は上記従来の技術が有する問題点
に鑑みてなされたものであって、ドライエッチングを行
う際のマスクとなる表面改質層を、所望の膜厚となる様
に形成することができ、フォトリソグラフィープロセス
を用いることなく、全ての工程をドライプロセスとした
微細加工法を実現することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明により提供される
課題を解決するための手段は、エッチング処理を用いる
微細加工法において、被加工材料の被エッチング膜に、
改質ガス中で選択光を照射し、前記被エッチング膜の表
面に選択的に表面改質層を、その層厚を観察しながら所
望の前記層厚に形成する第１の工程と、前記表面改質層
をエッチングマスクとして、前記被エッチング膜をドラ
イエッチングする第２の工程とを有することを特徴とす
る微細加工法である。

【００１０】また、エッチング処理を行なう微細加工装
置において、被加工材料の被エッチング膜に、改質ガス
中で選択光を照射して、前記被エッチング膜の表面に選
択的に表面改質層を形成する手段と、前記表面改質層の
層厚を観察しながら制御する手段と、前記表面改質層を
エッチングマスクとして、前記被エッチング膜をドライ
エッチングする手段とを有することを特徴とする微細加
工装置により、前記課題を解決しようとするものである
。

【００１１】また、前記表面改質層の層厚を観察しなが
ら制御する手段として、偏光解析装置（エリプソメータ
ー）を用いて観察し、所望の層厚になった時点で前記表
面改質層の形成処理を停止することを特徴とし、より実
際的には、真空気密可能で、真空排気手段と、被加工材
料の被エッチング膜表面を清浄化する手段とを有する第
１の容器と、真空気密可能で、真空排気手段と、前記表
面改質ガスを導入する手段と、前記選択光を照射する手
段と、前記表面改質層の層厚をその場観察する手段とを
有する第２の容器と、真空気密可能で、真空排気手段と
、励起されたエッチングガスを導入する手段を有する第
３の容器とを有して構成され、前記第１，第２，第３の
容器はゲートバルブで連結されており、前記被加工材料
を大気にさらすことなく前記容器内において連続して処
理を行うことを特徴とする微細加工装置を提供するもの
である。

【００１２】

【作用】上述した本発明の手段によれば、表面改質層を
形成する際に、表面改質層の層厚をその場観察しながら
制御する手段を設けることによって、表面改質層を所望
の膜厚となる様に形成することができる。

【００１３】

【実施例】［実施例１］次に、本発明の実施例について
図面を参照して説明する。

【００１４】図１〜図６は、本発明の微細加工装置を構
成する各装置の概略構造を示す断面図であり、図１は表
面改質（潜像）室１００、図３はクリーニング室２００
、図４はスパッタ成膜室３００、図５はプラズマ成膜室
４００、図６はエッチング室５００の構成を示す断面図
である。

【００１５】また図９は、これらの各装置をゲートバル
ブ１０８、２０７、３０９、５０５、８０１により、搬
送部８０２に接続して構成された本実施例の微細加工装
置の全体構成を示す概略構成図である。また図９におい
て８００はロードロック室である。

【００１６】図１は、表面改質（潜像）室１００を示し
た図であり、同図において、１０１は潜像室１００に改
質ガスを導入するためのガス導入口、１０２は潜像室１
００内に設置される被加工材料１を保持する被加工材料
保持台、１０３は光源であるところのＫｒＦエキシマレ
ーザー、１０４は光源１０３にて発生した光より、石英
板にＣｒでパターニングされたマスク（またはレクチル
）１０５を照明するための照明光学系、１０６はマスク
パターンを被加工材料１の表面に結像するための投影光
学系、１０７ａは投影光学系１０６を出た光を表面改質
（潜像）室１００に導入するための窓、１０８はゲート
バルブである。１０９〜１１２は、改質層の膜厚をその
場観察するための偏光解析装置（エリプソメーター）で
あり、１０９は光源であるところのＨｅ−Ｎｅレーザー
、１１０は偏光子、１０７ｂは窓、１１１は検光子（回
転）、１１２は検出器である。

【００１７】図３は、クリーニング室２００を示した図
であり、同図において、２０１はクリーニングガスをク
リーニング室２００内に導入するために設けられたガス
導入口、２０２はクリーニング室２００に置かれる被加
工材料１を保持するための被加工材料保持台、２０３は
被加工材料保持台２０２と対向する対向電極、２０４は
被加工材料保持台２０２をクリーニング室２００を構成
する真空容器から絶縁するための絶縁体、２０５は１３
．５６ＭＨｚ　、２００Ｗの高周波電源であり、被加工
材料保持台２０２に接続されている。２０６は被加工材
料保持台２０２側と高周波電源２０５側のマッチングを
取るためのマッチングボックス、２０７はゲートバルブ
である。

【００１８】図４は、スパッタ成膜室３００を示した図
であり、同図において、３０１はスパッタガスをスパッ
タ成膜室３００内に導入するためのガス導入口、３０２
はスパッタ成膜室３００内に置かれる被加工材料１を保
持する被加工材料保持台、３０３は被加工材料保持台３
０２に対向して設けられ、高周波電力が加えられている
対向電極、３０４は対向電極３０３をスパッタ成膜室３
００を構成する真空容器から絶縁するための絶縁体、３
０５は１３．５６ＭＨｚ　、５００Ｗの高周波電源、３
０６は被加工材料保持台３０２と高周波電源３０５側の
マッチングを取るためのマッチングボックス、３０７は
対向電極３０４を直流的に絶縁するためのコンデンサ、
３０８はスパッタターゲット、３０９はゲートバルブで
ある。

【００１９】図５は、プラズマ成膜室４００を示した図
であり、同図において、４０１は堆積ガスをプラズマ成
膜室４００内に導入するためのガス導入口、４０２はプ
ラズマ成膜室４００内に置かれる被加工材料１を保持す
る被加工材料保持台、４０３は被加工材料保持台に対向
して設けられ、高周波電力が加えられる対向電極、４０
４は対向電極４０３をプラズマ成膜室４００を構成する
真空容器から絶縁するための絶縁体、４０５は１３．５
６ＭＨｚ　、３５０Ｗの高周波電源、４０６は被加工材
料保持台４０２と高周波電源４０５側のマッチングを取
るためのマッチングボックス、４０７はゲートバルブで
ある。

【００２０】図６は、エッチング室５００を示した図で
あり、同図において、５０２はエッチング室５００に置
かれる被加工材料１を保持する被加工材料保持台、５０
３はエッチング室５００に供給する励起ガスを発生させ
るためのマイクロ波プラズマガス励起装置、５０１はマ
イクロ波プラズマガス励起装置５０３にエッチングガス
を供給するためのガス導入口、５０４は被加工材料保持
台５０２と対向する位置に設けられ、マイクロ波プラズ
マガス励起装置５０３で発生した励起ガスをエッチング
室５００に輸送するための輸送管、５０５はゲートバル
ブである。

【００２１】また図７（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第１
の実施例により石英基板６０１上に、Ａｌ電極パターン
６０２を形成するときの作成手順を段階的に示す断面図
である。

【００２２】本実施例について、図１，３，４，６，７
を参照して説明する。

【００２３】まず、図１〜６で示した被加工材料１とし
て示した、図７（ａ）に示される石英板６０１を、図４
に示すスパッタ成膜室３００の被加工材料保持台３０２
に載せ、続いて真空排気装置（図示せず）によってスパ
ッタ成膜室３００の内部が１０−７ｔｏｒｒ以下になる
まで真空排気した。

【００２４】次にガス導入口３０１よりＡｒをスパッタ
成膜室３００内に導入し、スパッタ成膜室３００内の圧
力が０．５ｔｏｒｒになるように真空排気装置（図示せ
ず）を操作制御した。次に１３．５６ＭＨｚ　、５００
Ｗの高周波をマッチングボックス３０６を調製しながら
対向電極３０３に印加し、被加工材料保持台３０２と対
向電極３０３の間の空間にプラズマを発生させ、該導入
ガスをプラズマ分解し、対向電極３０３にスパッターゲ
ート３０８として取り付けられたアルミニウムターゲッ
トをスパッタし、図７（ｂ）に示すように石英板６０１
上に厚さ３０００ÅのＡｌ膜６０２を堆積させた。

【００２５】続いて、この被加工材料１を図３に示すク
リーニング室２００で、以下の様に表面洗浄を行なった
。

【００２６】まず被加工材料１を被加工材料保持台２０
２に載せ、真空排気装置（図示せず）によってクリーニ
ング室２００の内部が１０−７ｔｏｒｒ以下になるまで
真空排気した。

【００２７】次にガス導入口２０１より被加工材料１の
表面をクリーニングするガス、この場合Ａｒ　　５０ｓ
ｃｃｍをクリーニング室２００内に導入し、クリーニン
グ室２００内の圧力が０．０８ｔｏｒｒになるように真
空排気装置（図示せず）を操作制御した。

【００２８】次に１３．５６ＭＨｚ　、１００Ｗの高周
波をマッチングボックス２０６を調整しながら、被加工
材料保持台２０２に印加し、被加工材料保持台２０２と
対向電極２０３の間の空間にプラズマを発生させた。被
加工材料保持台２０２はマッチングボックス２０６にあ
るコンデンサ（図示せず）によって直流的に絶縁されて
いるため、電子とイオンとの移動度の差から被加工材料
保持台２０２と対向電極２０３の間には−６０Ｖ程度の
負の直流バイアス電圧が発生し、この電圧によってＡｒ
イオンが加速されてＡｌ膜６０２の表面に衝突し、表面
にある汚れが物理的にスパッタ除去されて洗浄面が得ら
れた。処理時間は約６０ｓｅｃ程度であった。

【００２９】次に、Ａｌ膜６０２の表面に部分的に表面
改質層を形成するために、図７（ｃ）に示すように、改
質ガス中での選択光６０３照射を、図１に示す表面改質
（潜像）室１００で行なった。本実施例の場合は、表面
改質層として、後のエッチング時の保護膜（エッチング
マスク）となるＡｌＯｘ　膜を以下の様に形成した。

【００３０】まず、被加工材料１を被加工材料保持台１
０２に載せ、真空排気装置（図示せず）によって潜像室
１００の内部が１０−７ｔｏｒｒ以下になるまで真空排
気した後、ガス導入口１０１よりＯ２　ガスを潜像室１
００内に導入し、内部の圧力が１ｔｏｒｒとなるように
真空排気装置を制御した。

【００３１】次に、光源１０３であるＫｒＦエキシマレ
ーザで発振させた波長２４８ｎｍのレーザー光を、照明
光学系１０４によってマスク１０５に均一に照射し、投
影光学系１０６によってＡｌ膜６０２表面にマスク１０
５のパターン像を窓１０７ａを通して結像させた。

【００３２】なお、窓１０７ａの材質としては、波長２
４８ｎｍのレーザー光を吸収せずに透過させるため、石
英を使用した。図７（ｃ），（ｄ）に示す様に、マスク
１０５のパターン像が結像したＡｌ膜６０２の表面では
、光が当った部分のみでＯ２　とＡｌが光化学反応を起
こし、表面改質層（潜像）ＡｌＯｘ　膜６０４が形成さ
れる。

【００３３】この際本発明の実施例では、形成されるＡ
ｌＯｘ　膜の膜厚を、図１の１０９〜１１２に示したｉ
ｎ−ｓｉｔｕエリプソメーターで逐次観察し、後のエッ
チング選択比Ａｌ／ＡｌＯｘ　＝１５０を考慮して、Ａ
ｌＯｘ膜（図７（ｄ）６０４）が２０Å形成された時点
で、光照射及びガス導入を止め、表面改質を終了させた
。表面改質時間は１７．３ｍｉｎであった。

【００３４】光が当っていない部分ではこの反応は進ま
ないので、結局、マスクのネガパターンがＡｌ膜６０２
の表面に形成された。換言すればＡｌ膜６０２がＡｌＯ
ｘ　膜６０４に改質され、潜像が形成された。

【００３５】なお、光源１０３として、ここではＫｒＦ
エキシマレーザーを使用したが、キセノンランプ、高圧
水銀等のランプ光源や、ＡｒＦエキシマレーザー、Ｘｅ
Ｃｌエキシマレーザー、Ａｒレーザー等の紫外線レーザ
ーでも同様の効果が得られる。

【００３６】続いてこの被加工材料１を、図６に示すエ
ッチング室５００で以下の様にケミカルドライエッチン
グを行なった。

【００３７】まず被加工材料１を被加工材料保持台５０
２に載せ、真空排気装置（図示せず）によってエッチン
グ室５００の内部が１０−７ｔｏｒｒ以下になるまで真
空排気した。

【００３８】次にガス導入口５０１よりＣｌ２　５００
ｓｃｃｍをマイクロ波プラズマガス励起装置５０３内に
導入し、エッチング室５００内の圧力が０．２ｔｏｒｒ
になるように真空排気装置（図示せず）を操作制御した
。

【００３９】マイクロ波発生装置（図示せず）で発生し
た２．４５ＧＨｚ　、７００Ｗのマイクロ波をマイクロ
波プラズマガス励起装置５０３に供給し、前記エッチン
グガスをプラズマ化し、プラズマによって励起した励起
分子Ｃｌ２　，Ｃｌを全長が２０ｃｍ、内径４０ｍｍの
石英製の輸送管５０４によって、被加工材料１の表面に
１２０ｓｅｃ供給した。

【００４０】この場合、図７（ｄ）に示す表面改質層に
より形成したエッチングマスクＡｌＯＸ　膜６０４に対
するエッチング選択比は１５０であるため、エッチング
処理後には図７（ｅ）に示す様に所望のＡｌ電極パター
ン６０２を歩留り良く形成することができた。

【００４１】［実施例２］実施例２として、Ｓｉ基板上
のＣｒ膜をパターンニングした例を示す。

【００４２】図８は本実施例により、Ｓｉ基板７０１上
に、Ｃｒの電極パターンを形成するときの作成手順を段
階的に示す断面工程図である。

【００４３】本実施例では、微細加工装置として、図２
の表面改質（潜像）室１２０，図３のクリーニング室２
００，図４のスパッタ成膜室３００，図６のエッチング
室５００の各装置を用いた。

【００４４】また本実施例の微細加工装置の全体構造は
、前述の図９で示した構成と、概略において同じである
。

【００４５】まず、図９に示されるゲートバルブ８０１
，３０９を順に開閉して、被加工材料１をロードロック
室８００から図４に示すスパッタ成膜室３００の被加工
材料保持台３０２に載せ、実施例１と同様の方法で、Ｃ
ｒターゲットをスパッタし、図８（ｂ）に示す様にＳｉ
基板７０１上に、厚さ１５００ÅのＣｒ膜７０２を堆積
させた。その後内部の圧力が１０−７ｔｏｒｒ以下にな
る様に真空排気した。

【００４６】次に、予め１０−７ｔｏｒｒ以下の圧力に
真空排気されている図２に示すクリーニング室２００に
おいて表面清浄を行なう。

【００４７】ゲートバルブ３０９，２０７を順に開閉し
、被加工材料１をクリーニング室２００の被加工材料保
持台２０２上に移動し、実施例１と同様の方法で清浄面
を得た。その後内部の圧力が１０−７ｔｏｒｒ以下にな
る様に真空排気した。

【００４８】次に、予め１０−７ｔｏｒｒ以下の圧力に
真空排気されている図２に示す表面改質（潜像）室１２
０において表面改質を行なう。

【００４９】ゲートバルブ２０７，１０８を順に開閉し
、被加工材料１を表面改質（潜像）室１２０の被加工材
料保持台１０２上に移動し、ガス導入口１０１よりＯ２
　ガスを導入し、内部の圧力が０．１ｔｏｒｒになる様
に真空排気装置の排気速度を制御した。

【００５０】次にＫｒＦエキシマレーザー１１５で発振
させたレーザー光を、シャッター制御装置１１８によっ
て開閉を制御されたシャッター１１６に入れ、通過する
光量を制限し、次にビーム整形器１１７によって可干渉
性をなくし、空間的に均一化し、その後、投影光学系１
１９によって被加工材料表面に所望のスポットサイズで
光透過窓１０７ａを通して被加工材料１に照射する。光
が照射されている時は、被加工材料１表面ではＣｒ表面
と潜像用ガスＯ３　とが光化学反応を起こし、表面改質
層ＣｒＯＸ　（図８の７０４）が形成される。一方シャ
ッター１１６によってレーザー光が遮断されている時は
光化学的反応は起こらず、表面改質層７０４は形成され
ない。

【００５１】駆動装置１１４によって、被加工材料保持
台１０２を設置したステージ１１３を二次元的に移動さ
せることによって、被加工材料１の全面にレーザー光を
照射することができ、更にシャッター１１６の開閉と照
射位置を連動して制御することによって、マスクを用い
なくても所望のパターンの表面改質層７０４を形成する
ことができる。

【００５２】本実施例では、形成される表面改質層Ｃｒ
ＯＸ　膜７０４の膜厚を、図２に示す１０９〜１１２の
ｉｎ−ｓｉｔｕ　エリプソメ−ターで逐次モニターし、
後のエッチング選択比Ｃｒ／　　ＣｒＯＸ　＝１００を
考慮して、ＣｒＯＸ　膜７０４が１５Å形成された所で
、その部分の表面改質処理を終了させ、シャッター１１
６及びステージ１１３を制御して、順次所望の場所にレ
ーザー光を照射して厚さ１５ÅのＣｒＯｘ　膜７０４を
形成し、最終的に図８（ｃ）の７０４に示すパターンを
得た。その後内部の圧力が１０−７ｔｏｒｒ以下となる
様真空排気した。

【００５３】続いて、予め１０−７ｔｏｒｒ以下の圧力
に排気されている図６に示すエッチング室５００におい
てエッチングを行う。

【００５４】ゲートバルブ１０８，５０５を順に開閉し
、被加工材料１を被加工材料保持台５０２上に移動し、
実施例１と同様の方法でエッチングを行った。

【００５５】この場合、図８（ｃ）に示すＣｒ膜７０２
の表面改質層から成るエッチングマスクＣｒＯＸ　膜７
０４に対するエッチング選択比は１００であるため、エ
ッチング処理後には図８（ｄ）に示す様に所望のＣｒ電
極パターンを、ゴミの影響がなく歩留り良く形成するこ
とができた。

【００５６】本実施例では、それぞれの処理部がゲート
バルブで連結されていたが、それぞれ独立した処理装置
でも、大気にさらされるためごみの影響等が生じるが、
本発明は実施可能であることは言うまでもない。 ［実施例３］本発明を用いてアモルファスシリコンフォ
トセンサーの作成を実施した。図１０に本実施例の概略
工程図を示し、以下に作成手順を説明する。

【００５７】まず同図（ａ）に示す様に、実施例２と同
様にスパッタ法にてガラス基板９０１上に厚さ１５００
ÅのＣｒ膜９０２を成膜した。

【００５８】次に実施例１と同様にして、ＣｒＯＸ　膜
を、その膜厚をモニターしながら１５Å形成し、このＣ
ｒＯＸ　膜をマスクにしてエッチングを行ない、図１０
（ｂ）に示す様な下部電極（Ｃｒ膜）９０２を形成した
。

【００５９】次に図１０（ｃ）に示す様に、ａ−ＳｉＮ
膜９０３、ａ−Ｓｉ膜９０４、ｎ＋−ａ−Ｓｉ膜９０５
を、図５に示すプラズマ成膜室で、以下に示す様に順次
積層した。

【００６０】まずＣｒ電極パターン９０２付きガラス基
板９０１を、図５に示すプラズマ成膜室４００内の、ヒ
ータ（図示せず）によって予め２５０℃に加熱された被
加工材料保持台４０２に載せ、真空排気装置（図示せず
）によってプラズマ成膜室４００の内部が１０−７ｔｏ
ｒｒ以下になるまで真空排気し、基板の温度が２５０℃
になるまで加熱した。

【００６１】次にガス導入口４０１よりＳｉＨ４　　　
１０ｓｃｃｍ、Ｈ２　　　９０ｓｃｃｍ、ＮＨ３　　　
３００ｓｃｃｍをプラズマ成膜室４００内に導入し、プ
ラズマ成膜室４００内の圧力が０．２ｔｏｒｒになるよ
うに真空排気装置（図示せず）を操作制御した。

【００６２】次に１３．５６ＭＨｚ、３０Ｗの高周波を
マッチングボックス４０６を調整しながら、対向電極４
０３に印加し、被加工材料保持台４０２と対向電極４０
３の間の空間にプラズマを発生させ、前記導入ガスをプ
ラズマ分解し、図１０（ｃ）に示すように厚さ３０００
Åのａ−ＳｉＮ膜９０３を形成した。

【００６３】続いてＳｉ　　６０ｓｃｃｍ、Ｈ２　　　
５４０ｓｃｃｍを導入し、圧力０．５ｔｏｒｒ、パワー
５０Ｗの条件で厚さ６０００Åのａ−Ｓｉ膜９０４を形
成し、ＳｉＨ４　　　３ｓｃｃｍ、Ｈ２　希釈１００ｐ
ｐｍのＰＨ３　　　１５０ｓｃｃｍ、Ｈ２　　　３０ｓ
ｃｃｍを導入し、圧力０．５ｔｏｒｒ、パワー２００Ｗ
の条件で厚さ１５００Åのｎ＋　−ａ−Ｓｉ膜９０５を
それぞれ形成した。

【００６４】更に、図１０（ｃ）の９０６に示すＡｌ膜
を、実施例１と同様にして２５００Å形成した。

【００６５】続いて、実施例１と同様にして、ＡｌＯＸ
　膜を、その膜厚をモニターしながら２０Å形成し、こ
のＡｌＯＸ　膜をマスクとして、ｎ＋　−ａ−Ｓｉ膜９
０５までエッチングを行って、図１０（ｄ）に示す光入
射窓９０７と上部電極（Ａｌ膜）９０６を形成した。

【００６６】この様にして、歩留り良く高性能のアモル
ファスシリコンフォトセンサーを作成することができた
。

【００６７】

【発明の効果】以上説明した様に、表面改質層を形成し
てエッチング処理を行なう微細加工時に、表面改質層の
層厚をその場観察する手段を設け、表面改質層を所望の
層厚となる様にモニターしながら形成することにより、
所望の層厚の表面改質層を安定的に歩留り良く得ること
ができる。このため、この層厚の一定な表面改質層をエ
ッチングマスクとして用いることにより、例えばエッチ
ングマスクとなる改質層が厚過ぎることにより、被エッ
チング膜エッチング後に改質層が残ってしまうという問
題や、逆に改質層が薄過ぎることにより、被エッチング
膜エッチング後に改質層が消失してしまい、残すべき下
地層までエッチングされてしまうという問題を解決する
ことができる効果が得られる。

【００６８】また、従来のようにフォトリソグラフィー
プロセスを用いることなく、全ての工程をドライプロセ
スとした微細加工が可能となり、高歩留りを保障するこ
とができるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の表面改質（潜像）室１００の
構成を示す断面図。

【図２】本発明の実施例の表面改質（潜像）室１２０の
構成を示す断面図。

【図３】本発明の実施例のクリーニング室２００の構成
を示す断面図。

【図４】本発明の実施例のスパッタ成膜室３００の構成
を示す断面図。

【図５】本発明の実施例のプラズマ成膜室４００の構成
を示す断面図。

【図６】本発明の実施例のエッチング室５００の構成を
示す断面図。

【図７】本発明の第１の実施例のパターン形成工程を示
す断面図。

【図８】本発明の第２の実施例のパターン形成工程を示
す断面図。

【図９】本実施例の微細加工装置の全体構成を示す慨略
構成図。

【図１０】本発明の第３の実施例のアモルファスフォト
センサーの形成工程を示す断面図。

【符合の説明】

１　　被加工材料 １００，１２０　　表面改質（潜像）室２００　　クリ
ーニング室 ３００　　スパッタ成膜室 ４００　　プラズマ成膜室 ５００　　エッチング室 ８００　　ロードロック室 ８０２　　搬送部 １０１，２０１，３０１，４０１，５０１　　ガス導入
口１０２，２０２，３０２，４０２，５０２　　被加工
材料保持台 ２０３，３０３，４０３　　対向電極 ２０４，３０４，４０４　　絶縁体 ２０５，３０５，４０５　　高周波電源２０６，３０６
，４０６　　マッチングボックス１０３，１１５　　光
源 １０４　　照明光学系 １０５　　マスク １０６　　投影光学系 １０７ａ，１０７ｂ　　窓 １０８，２０７，３０９，４０７，５０５，８０１　　
ゲートバルブ １０９　　Ｈｅ−Ｎｅレーザー １１０　　偏向子 １１１　　検光子 １１２　　検出器 （１０９〜１１２）　　偏光解析装置（エリプソメータ
ー） １１３　　ステージ １１４　　駆動装置 １１６　　シャッター １１７　　ビーム整形器 １１８　　シャッター制御装置 ３０７　　コンデンサ ３０８　　スパッタターゲット ５０３　　マイクロ波プラズマガス励起装置５０４　　
輸送管 ６０１，７０１，９０１　　基板 ６０２，７０２　　被加工（エッチング）膜６０３　　
選択照射光 ６０４，７０４　　表面改質層（潜像）９０２　　下部
電極 ９０３　　ａ−ＳｉＮ膜 ９０４　　ａ−Ｓｉ膜 ９０５　　ｎ＋　−ａ−Ｓｉ膜 ９０６　　上部電極 ９０７　　光入射窓

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　エッチング処理を用いる微細加工法に
   おいて、被加工材料の被エッチング膜に、改質ガス中で
   選択光を照射し、前記被エッチング膜の表面に選択的に
   表面改質層を、その層厚を観察しながら所望の層厚に形
   成する第１の工程と、前記表面改質層をエッチングマス
   クとして、前記被エッチング膜をドライエッチングする
   第２の工程とを有することを特徴とする微細加工法。
2. 【請求項２】　　エッチング処理を行なう微細加工装置
   において、被加工材料の被エッチング膜に、改質ガス中
   で選択光を照射して、前記被エッチング膜の表面に選択
   的に表面改質層を形成する手段と、前記表面改質層の層
   厚を観察しながら制御する手段と、前記表面改質層をエ
   ッチングマスクとして、前記被エッチング膜をドライエ
   ッチングする手段とを有することを特徴とする微細加工
   装置。
3. 【請求項３】　　前記表面改質層の層厚を観察しながら
   制御する手段として、偏光解析装置を用いて観察し、所
   望の層厚になった時点で前記表面改質層の形成処理を停
   止することを特徴とする請求項２に記載の微細加工装置
   。
4. 【請求項４】　　真空気密可能で、真空排気手段と、被
   加工材料の被エッチング膜表面を清浄化する手段とを有
   する第１の容器と、真空気密可能で、真空排気手段と、
   前記表面改質ガスを導入する手段と、前記選択光を照射
   する手段と、前記表面改質層の層厚をその場観察する手
   段とを有する第２の容器と、真空気密可能で、真空排気
   手段と、励起されたエッチングガスを導入する手段を有
   する第３の容器とを有して構成され、前記第１，第２，
   第３の容器はゲートバルブで連結されており、前記被加
   工材料を大気にさらすことなく前記容器内において連続
   して処理を行うことを特徴とする請求項２に記載の微細
   加工装置。