JPH0621023A - Manufacture of thin film device - Google Patents

Manufacture of thin film device

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JPH0621023A
JPH0621023A JP19281192A JP19281192A JPH0621023A JP H0621023 A JPH0621023 A JP H0621023A JP 19281192 A JP19281192 A JP 19281192A JP 19281192 A JP19281192 A JP 19281192A JP H0621023 A JPH0621023 A JP H0621023A
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JP
Japan
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film
processed
etching
photo
thin film
Prior art date
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Application number
JP19281192A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Kawate
信一 河手
Yasue Sato
安栄 佐藤
Toshiyuki Komatsu
利行 小松
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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  • Drying Of Semiconductors (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光改質層の形成をより迅速化することで、先
に示した工程の大幅簡素化および歩留りの向上だけでな
く、作業の時間短縮効果を得ることができるようにした
薄膜デバイスの製造法を提供する。 【構成】 被加工膜(3)表面の表面積を実質的に増大
させるように上記被加工膜(3)表面を粗す表面処理工
程と、上記被加工膜(3)表面に対して改質ガス雰囲気
中で所要のパタ−ンに光を照射して光改質層(6)を形
成するパタ−ニング工程と、上記光改質層(6)を保護
膜として上記被加工膜(3)をエッチングするエッチン
グ工程とからなることを特徴とする。
(57) [Abstract] [Purpose] By speeding up the formation of the photo-modified layer, not only the above-mentioned steps can be greatly simplified and the yield can be improved, but also the work time can be shortened. A method of manufacturing the thin film device is provided. A surface treatment step of roughening the surface of the processed film (3) so as to substantially increase the surface area of the surface of the processed film (3), and a reforming gas for the surface of the processed film (3). A patterning step of irradiating a desired pattern with light in an atmosphere to form a photo-modifying layer (6), and the film to be processed (3) using the photo-modifying layer (6) as a protective film. And an etching step of etching.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、エッチング処理を用い
て、被加工デバイス上に所要のパタ−ンを形成する薄膜
デバイスの製造法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a thin film device in which a desired pattern is formed on a device to be processed by using an etching process.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、薄膜デバイスを製造する時に
は、必ず、被加工デバイスの基板上に所望のパタ−ンを
エッチング処理などによって微細加工する工程が含まれ
る。この微細加工には、近年、半導体記憶素子に代表さ
れるように、素子の大容量化、機能の高性能化の要求か
ら、回路パタ−ンの微細化、回路構造の複雑化に伴っ
て、沢山の処理方法が開発されている。特に最近では、
例えば、レジスト塗布、パタ−ン露光、現像、エッチン
グ、レジスト剥離などの工程を必要とするフォトリソグ
ラフィ−プロセスにおいて、被加工デバイスの基板への
成膜工程およびエッチング工程に、溶液を用いたウエッ
トプロセスから、真空中または減圧ガス中でプラズマあ
るいは励起ガスを用いるドライプロセスへの移行が盛ん
である。
2. Description of the Related Art Conventionally, when manufacturing a thin film device, a step of finely processing a desired pattern on a substrate of a device to be processed is necessarily included. In recent years, in this fine processing, as represented by a semiconductor memory device, with the demand for high capacity of the device and high performance of the function, along with the miniaturization of the circuit pattern and the complicated structure of the circuit, Many treatment methods have been developed. Especially recently
For example, in a photolithography process that requires steps such as resist coating, pattern exposure, development, etching, and resist stripping, a wet process using a solution for a film forming step and an etching step on a substrate of a device to be processed. Since then, the transition to a dry process using a plasma or an excited gas in a vacuum or a reduced pressure gas is active.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
レジスト塗布、現像、レジスト剥離工程には溶液を使う
ので、全体のプロセスをドライプロセスとすることがで
きない。そして、上記レジストの使用にともない、剥離
したレジストが塵埃として製品に付着し、歩留りを低下
させる原因になっている。
However, since a solution is used for the above resist coating, developing and resist stripping steps, the entire process cannot be a dry process. Then, with the use of the resist, the peeled resist adheres to the product as dust, which causes a reduction in yield.

【0004】そこで、本出願人は、既に、被加工膜表面
に対して改質ガス雰囲気中で所要のパタ−ンに光を照射
して光改質層を形成し、この光改質層を保護膜として上
記被加工膜をエッチングするドライプロセスを提唱し
た。これにより、薄膜デバイスの製造工程を簡素化し、
また、レジスト剥離などによる塵埃の発生を回避し、製
品の歩留りを向上させることが出来るようになった。
Therefore, the applicant of the present invention has already formed a photo-modifying layer by irradiating the surface of the film to be processed with light in a desired pattern in a reforming gas atmosphere to form the photo-modifying layer. As a protective film, a dry process of etching the film to be processed was proposed. This simplifies the manufacturing process of thin film devices,
Further, it has become possible to avoid the generation of dust due to resist peeling and improve the product yield.

【0005】[0005]

【発明の目的】本発明は、上述のプロセスにおいて、更
に、光改質層の形成をより迅速化することで、先に示し
た工程の大幅簡素化および歩留りの向上だけでなく、作
業の時間短縮効果を得ることができるようにした薄膜デ
バイスの製造法を提供しようとするものである。
It is an object of the present invention to further speed up the formation of the photo-modified layer in the above-mentioned process, so that not only the above-mentioned steps are greatly simplified and the yield is improved, but also the work time is increased. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a thin film device which can obtain a shortening effect.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
被加工膜表面の表面積を実質的に増大させるように上記
被加工膜表面を粗す表面処理工程と、上記被加工膜表面
に対して改質ガス雰囲気中で所要のパタ−ンに光を照射
して光改質層を形成するパタ−ニング工程と、上記光改
質層を保護膜として上記被加工膜をエッチングするエッ
チング工程とで所要のパタ−ンをもった薄膜デバイスを
製造するのである。
Therefore, in the present invention,
A surface treatment step of roughening the surface of the film to be processed so as to substantially increase the surface area of the film to be processed, and irradiating the surface of the film to be processed with light in a required pattern in a modified gas atmosphere. Then, a thin film device having a required pattern is manufactured by a patterning step of forming a photo-modified layer and an etching step of etching the processed film using the photo-modified layer as a protective film. .

【0007】この場合、上記表面処理工程では、加速電
圧が3KV以上で加速されたイオンを用いて上記被加工
膜表面を粗すようにしたボンバ−ドメント処理が行われ
てもよいし、また、ウエットエッチング処理が用いられ
ても良い。
In this case, in the surface treatment step, a bombardment treatment may be performed in which the surface of the film to be processed is roughened by using ions accelerated at an acceleration voltage of 3 KV or more. Wet etching treatment may be used.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明の製造法を図示の実施例にもと
ずいて具体的に説明する。図1(a)において、符号1
は基板2上に被加工膜3を成膜した被加工デバイスであ
り、この被加工膜3に対しては、図1(b)に示すよう
に、イオン4によるボンバ−ドメント処理あるいはウエ
ットエッチング処理が施され、その被加工膜3の表面の
表面積を実質的に増大させるように、上記被加工膜3の
表面を粗れさせる。なお、表面処理に、イオンボンバ−
ドメント処理を実施する場合には、イオン4の加速電圧
に3KV以上を用いることが必要である。このようにし
て表面積を増大した被加工デバイス1を、図1(c)に
示すように、次の処理工程で、パタ−ニングする。即
ち、上記表面処理後の被加工膜3’の表面に対して、改
質ガス雰囲気中で所要のパタ−ンに従って、光5を照射
し、その光が照射された被加工膜3’に光改質層6を形
成するのである。この場合、上記被加工膜3’は上述の
ように実質的に表面積が増大されているため、表面に吸
着される改質ガスの量が増え、反応が促進され、より迅
速に光改質層6の形成がなされる。その後、上記光改質
層6を保護膜(エッチングマスク)として、図1(d)
に示すように、ドライエッチング7を施し、所望のパタ
−ンを得るのである。
EXAMPLES The production method of the present invention will be described in detail below with reference to the illustrated examples. In FIG. 1A, reference numeral 1
Is a device to be processed in which the film 3 to be processed is formed on the substrate 2. The film 3 to be processed is bombarded with ions 4 or wet-etched as shown in FIG. The surface of the film 3 to be processed is roughened so that the surface area of the surface of the film 3 to be processed is substantially increased. For surface treatment, ion bomber
When carrying out the doping treatment, it is necessary to use an acceleration voltage of the ions 4 of 3 KV or more. The device 1 to be processed having the increased surface area is patterned in the next process step as shown in FIG. 1 (c). That is, the surface of the processed film 3'after the surface treatment is irradiated with light 5 in a modified gas atmosphere in accordance with a required pattern, and the irradiated film 3'is irradiated with the light 5. The modified layer 6 is formed. In this case, since the surface area of the film to be processed 3'is substantially increased as described above, the amount of the reformed gas adsorbed on the surface is increased, the reaction is promoted, and the photo-modified layer is more quickly formed. The formation of 6 is made. Then, using the photo-modifying layer 6 as a protective film (etching mask), FIG.
As shown in FIG. 3, dry etching 7 is performed to obtain a desired pattern.

【0009】このようなプロセスを実際の場合に当ては
めると、次のようになる。即ち、被加工デバイスとし
て、Si基板の上にCr膜を3000Åの厚さで電子ビ
−ム蒸着法で形成したものを使用し、その表面処理に
は、3KV以上の加速電圧でAr+ のイオンビ−ムを照
射する。これによって、上記被加工デバイス1は、表面
を粗した被加工膜3’となる。次のパタ−ニング工程で
は、上記被加工膜3’に対して、O2 雰囲気中で、所要
のパタ−ンによりKrFのエキシマレ−ザ−を照射し、
その照射領域に、保護膜としての光改質層(CrOX )
を形成する。そして、その後に、塩素プラズマ流によ
り、上記光改質層をマスクとしてドライエッチングを行
うのである。
Applying such a process to a practical case is as follows. That is, a device to be processed is a Si substrate on which a Cr film is formed with a thickness of 3000 Å by an electron beam vapor deposition method, and the surface treatment is performed using an Ar + ion beam with an acceleration voltage of 3 KV or more. -Irradiate As a result, the device to be processed 1 becomes the film to be processed 3'having a rough surface. The training process for the film to be processed 3 ', in an O 2 atmosphere, the required pattern - - next pattern by emission of KrF excimer - The - irradiated with,
A photo-modifying layer (CrO x ) as a protective film in the irradiation area
To form. Then, after that, dry etching is performed with a chlorine plasma flow using the above-mentioned photo-modified layer as a mask.

【0010】この発明の製造法を実施するに際して使用
される装置は、図2に示すように、表面処理室12a,
光改質処理室12bおよびエッチング処理室12cを具
備しており、各室の雰囲気は独立して制御される。そし
て、これら処理室12a〜12cは、互いにゲ−トバル
ブ10a〜10cを介して連通されている。このため、
最初の表面処理室12aに導入されてから後、エッチン
グ終了までの間、上記被加工デバイスは大気に曝される
ことなく、処理されるので、塵埃による汚染がなく、素
子の性能劣化が避けられ、歩留りが良くなる。
The apparatus used for carrying out the manufacturing method of the present invention is, as shown in FIG. 2, a surface treatment chamber 12a,
It is provided with a light modification processing chamber 12b and an etching processing chamber 12c, and the atmosphere in each chamber is controlled independently. The processing chambers 12a to 12c are in communication with each other via gate valves 10a to 10c. For this reason,
Since the device to be processed is processed without being exposed to the atmosphere from the time it is first introduced into the surface treatment chamber 12a until the end of etching, there is no contamination by dust and deterioration of the device performance is avoided. , Yield is improved.

【0011】上記各処理室には上記被加工デバイスを保
持する保持台9a〜9cが装備してあり、その上方に位
置して、表面処理室12a内にはボンバ−ドメント処理
のための対向電極27が、上記光改質室12bには透光
窓23が、更に、上記エッチング処理室12cにはプラ
ズマ発生手段13が装備されている。
Each of the processing chambers is equipped with holding bases 9a to 9c for holding the device to be processed, and is located above the holding bases 9a to 9c. In the surface processing chamber 12a, there are counter electrodes for bombardment processing. 27, the light reforming chamber 12b is equipped with a translucent window 23, and the etching chamber 12c is equipped with a plasma generating means 13.

【0012】上記プラズマ発生手段13は、マイクロ波
発生装置(図示せず)で発生したマイクロ波を導波管を
用いてマイクロ波透過窓17cに導き、プラズマ室13
cを囲む電磁コイル14cによって、上記プラズマ室に
与えられた発散磁場の磁力線の方向にプラズマを加速
し、プラズマ流を保持台9c上にある被加工デバイスの
被加工膜表面に照射するようになっている。
The plasma generating means 13 guides the microwave generated by a microwave generator (not shown) to the microwave transmitting window 17c using a waveguide, and the plasma chamber 13
The electromagnetic coil 14c surrounding c accelerates the plasma in the direction of the magnetic force lines of the divergent magnetic field applied to the plasma chamber, and irradiates the plasma flow on the surface of the film to be processed of the device to be processed on the holding table 9c. ing.

【0013】また、上記光改質室12bの透光窓23に
は、KrF光源であるエキシマレ−ザ−19からの光
が、照明光学系20、投影光学系22を介して、上記保
持台9b上にある被加工デバイスの被加工膜表面に照射
されるようになっており、この時のパタ−ニングのため
に、上記両光学系の間に位置して、マスク21が配設さ
れている。
The light from the excimer laser 19, which is a KrF light source, is passed through the illumination window 20 of the light reforming chamber 12b and the holding table 9b through the illumination optical system 20 and the projection optical system 22. The surface of the film to be processed of the device to be processed above is irradiated, and a mask 21 is arranged between the both optical systems for patterning at this time. .

【0014】上記各処理室は、それぞれ真空排気される
ようになっており、上記処理室12a、12bおよび上
記プラズマ室13cには、雰囲気ガスを導入するガス導
入口11a、11bおよび11cが設けてある。
Each of the processing chambers is evacuated, and the processing chambers 12a, 12b and the plasma chamber 13c are provided with gas inlets 11a, 11b, 11c for introducing an atmospheric gas. is there.

【0015】なお、図中、符号15cおよび16cは、
上記電磁コイル14cを冷却するための冷却通路の冷却
水導入口および導出口である。また、符号24は絶縁
体、26は直流電源である。
In the figure, reference numerals 15c and 16c denote
A cooling water inlet and outlet of a cooling passage for cooling the electromagnetic coil 14c. Further, reference numeral 24 is an insulator, and 26 is a DC power supply.

【0016】このような構成の装置を使用して、本発明
の薄膜デバイスの製造法を以下に具体的に説明する。先
ず、上記ゲ−トバルブ10aを介して上記表面処理室1
2aに導入された被加工デバイス1は保持台9a上に載
せられる。次いで、上記表面処理室12aは、10-8to
rrになるまで真空排気(減圧)され、その後、ガス導入
口11aよりArガスを流量50sccmで導入し、内部圧
力が0.05torrとなるように、真空排気装置を制御する。
そして、上記保持台9aに対しては直流電源26から7
KVの直流電圧が印加され、対向電極27との間でグロ
−放電をさせる。この電圧によってArイオンが加速さ
れ、Cr膜表面に衝突し、表面が粗される。この時のイ
オン電流密度は1.2A/cm2 であり、処理時間は2分で
ある。このようにして得られたCr膜表面をSTM(走
査型トンネル顕微鏡)で観察したところ、山谷の差が1
0〜30Å程度の凹凸が認められ、表面積は、処理を施
さない場合のほぼ3.5倍になっていることが判明し
た。この処理のあと、上記ガスの供給を止め、内部の圧
力が10-8torr以下となるまで真空排気される。
The method of manufacturing the thin film device of the present invention using the apparatus having such a configuration will be specifically described below. First, the surface treatment chamber 1 is operated through the gate valve 10a.
The device to be processed 1 introduced into 2a is placed on the holding table 9a. Then, the surface treatment chamber 12a is set to 10 −8 to
It is evacuated (decompressed) until it reaches rr, then Ar gas is introduced from the gas inlet 11a at a flow rate of 50 sccm, and the vacuum exhaust device is controlled so that the internal pressure becomes 0.05 torr.
Then, the DC power supplies 26 to 7 are connected to the holding table 9a.
A DC voltage of KV is applied to cause glow discharge with the counter electrode 27. This voltage accelerates Ar ions, collides with the surface of the Cr film, and roughens the surface. At this time, the ion current density is 1.2 A / cm 2 , and the treatment time is 2 minutes. When the surface of the Cr film thus obtained was observed with an STM (scanning tunneling microscope), the difference between peaks and valleys was 1
It was found that unevenness of about 0 to 30Å was observed, and the surface area was almost 3.5 times that of the case where no treatment was applied. After this treatment, the supply of the gas is stopped, and the gas is evacuated until the internal pressure becomes 10 -8 torr or less.

【0017】次に、表面処理された上記被加工デバイス
1は上記ゲ−トバルブ10bを介して上記光改質室12
bに導入され、保持台9b上に載せられる。ここでも、
内部は10-8torr以下に真空排気され、その後、ガス導
入口11bよりO2 ガスを圧力が200torrになるまで
導入する。そして、エキシマレ−ザ−19を発振させ、
波長λ=248nmのレ−ザ−光を、マスク21のパタ−
ンに従って(マスキングの部分がネガパタ−ンとなっ
て)選択的に上記Cr膜表面に照射する。この場合、透
過窓23に嵌込まれるガラス板には、上記レ−ザ−光を
吸収しない石英ガラスを使用するのが良い。上記Cr膜
表面では光が照射された個所だけが、O2とCrとの光
化学反応を起こし、僅か5分間の露光でCr膜表面から
80〜100Åの厚さがCrOX に改質される。これ
は、予め、表面処理で、上記被加工膜表面の表面積が増
大されているためである。上記の改質層の形成後、O2
ガスを止め、再び、内部圧力を10-8torr以下まで真空
排気する。
Next, the surface-treated device 1 to be processed is passed through the gate valve 10b to the light reforming chamber 12 through the gate valve 10b.
It is introduced into b and placed on the holding table 9b. even here,
The inside is evacuated to 10 -8 torr or less, and then O 2 gas is introduced from the gas inlet 11b until the pressure reaches 200 torr. Then, oscillate the excimer laser 19,
The laser light having a wavelength of λ = 248 nm is patterned by the mask 21.
The surface of the Cr film is selectively irradiated according to the mask (the masking portion becomes a negative pattern). In this case, the glass plate fitted into the transmission window 23 is preferably made of quartz glass that does not absorb the laser light. On the surface of the Cr film, only a portion irradiated with light causes a photochemical reaction between O 2 and Cr, and the thickness of 80 to 100Å is modified to CrO x from the surface of the Cr film by exposure for only 5 minutes. This is because the surface area of the surface of the film to be processed has been increased in advance by the surface treatment. After forming the modified layer, O 2
The gas is stopped, and the internal pressure is again evacuated to 10 -8 torr or less.

【0018】パタ−ニングされた上記被加工デバイス1
は上記ゲ−トバルブ10cを介して上記エッチング処理
室12cに導入され、保持台9c上に載せられる。ここ
でも、内部は10-8torr以下に真空排気され、その後、
ガス導入口11cよりCl2ガスをプラズマ室13c内
に流量30sccmで導入し、内部圧力が200torrとなる
ように真空排気装置を制御する。そして、上記電磁コイ
ル14cに154A の電流を流し、上記プラズマ室内に
875Gauss の磁場を発生させる。一方、導波管を介し
て2.45GHZ 、400W のマイクロ波を上記プラズマ
室に供給し、塩素プラズマを発生させる。プラズマ中の
Cl+ イオンは被加工デバイス1とプラズマとの間に発
生した浮遊電位(10〜20V )によって、加速され、
a−SiN膜表面に衝突し、励起されたClまたはCl
2 と共に上記レ−ザ−光の照射された個所のみをエッチ
ングすることになる。なお、ここでは、CrとCrOX
とのエッチング速度の比である選択比(Cr/CrO
X )は100程度であるから、マスク材であるCrOX
膜が無くなる前に、エッチングが完了できる。特に、こ
のエッチングでは、圧力が5×10-4torrと低いため
に、イオンの平均自由行程が〜8cm程度とイオンシ−ス
(〜0.1mm)に比べて非常に大きく、垂直性の良いイ
オンがa−SiN膜方面に入射されるから、異方性の良
い微細加工が実現できる。
The patterned device 1 to be processed
Is introduced into the etching chamber 12c through the gate valve 10c and placed on the holding table 9c. Again, the interior was evacuated to below 10 -8 torr and then
Cl 2 gas is introduced into the plasma chamber 13c from the gas inlet 11c at a flow rate of 30 sccm, and the vacuum exhaust device is controlled so that the internal pressure becomes 200 torr. Then, a current of 154 A is applied to the electromagnetic coil 14c to generate a magnetic field of 875 Gauss in the plasma chamber. On the other hand, 2.45 GHz Z via a waveguide, the microwave 400W was supplied to the plasma chamber to generate chlorine plasma. Cl + ions in the plasma are accelerated by the floating potential (10 to 20 V) generated between the device 1 to be processed and the plasma,
Cl or Cl excited by collision with the surface of the a-SiN film
In addition to 2 , the etching is performed only on the portion irradiated with the laser light. Note that here, Cr and CrO x
Selectivity ratio (Cr / CrO
X ) is about 100, so the mask material is CrO x
The etching can be completed before the film is lost. Especially, in this etching, since the pressure is as low as 5 × 10 -4 torr, the mean free path of the ions is about 8 cm, which is much larger than the ion sheath (about 0.1 mm), and the ions have good verticality. Is incident on the surface of the a-SiN film, fine processing with good anisotropy can be realized.

【0019】次に、図3(a)ないし(d)を参照し
て、本発明を使用したアモルファスシリコンフォトセン
サ−の製作例を説明する。ここでは先ず、ガラス基板3
0上に厚さ1000ÅのCr膜31を蒸着し、この被加
工デバイスをAl+ イオンビ−ムを用いてイオンボンバ
−ドメント処理する。その後、KrFエキシマレ−ザ−
光をマスクを介して照射し、CrOX で出来た光改質層
を形成する。そして、このCrOX 膜をマスクにしてエ
ッチングガス(Cl2 ガス)でエッチングを行い、図3
(b)に示すような下部電極31’を形成する。次に図
3(b)に示すように、SiH4 、NH3 、H2 混合ガ
スを用いて、厚さ3000Åのa−SiN膜32を、続
いてSiH4、H2 混合ガスを用いて、厚さ1.5μmの
a−Si膜を、その上に、SiH4 、PH3 、H2 混合
ガスを用いて、厚さ2000Åのn+ −a−Si膜34
をそれぞれプラズマCVD法によって作製し、更に、蒸
着法によって6000ÅのAl膜35を成膜する。次
に、先の実施例と同様に、Ar+ イオンビ−ムを用いて
イオンボンバ−ドメントを行ったあと、KrFエキシマ
レ−ザ−の光をマスクを通して選択的に照射し、AlO
X で出来た光改質層を形成する。そして、上記AlOX
層をマスクとしてエッチングガス(Cl2 )を用いてn
+ a−Si膜34までエッチングを行い、光入射窓37
および上部電極36を形成するのである。
Next, with reference to FIGS. 3A to 3D, an example of manufacturing an amorphous silicon photosensor using the present invention will be described. Here, first, the glass substrate 3
A Cr film 31 having a thickness of 1000 Å is vapor-deposited on the substrate 0, and the device to be processed is subjected to an ion bombardment treatment using an Al + ion beam. After that, KrF excimer laser
Light is irradiated through the mask to form a photo-modified layer made of CrO x . Then, using this CrO x film as a mask, etching is performed with an etching gas (Cl 2 gas), as shown in FIG.
A lower electrode 31 'as shown in (b) is formed. Next, as shown in FIG. 3B, an a-SiN film 32 having a thickness of 3000 Å is formed by using a mixed gas of SiH 4 , NH 3 , and H 2 , followed by using a mixed gas of SiH 4, H 2 . An a-Si film having a thickness of 1.5 μm is formed on the n + -a-Si film 34 having a thickness of 2000 Å by using a mixed gas of SiH 4 , PH 3 , and H 2.
Are formed by the plasma CVD method, and the Al film 35 of 6000 Å is further formed by the vapor deposition method. Next, as in the previous embodiment, after performing ion bombardment using Ar + ion beam, KrF excimer laser light was selectively irradiated through a mask to obtain AlO.
A photo-modified layer made of X is formed. And the above AlO x
Using the etching gas (Cl 2 ) as a mask with the layer as n
+ Etching is performed up to the a-Si film 34, and the light incident window 37
And the upper electrode 36 is formed.

【0020】このようにして、従来使用してきたレジス
トを用いることなく、大幅に工程を簡略化でき、また、
レジストによる塵埃の発生がなく、歩留りの向上を図る
ことができる。
In this way, the process can be greatly simplified without using the conventionally used resist, and
No dust is generated by the resist, and the yield can be improved.

【0021】更に、本発明を用いてガラス基板上にa−
SiNX :H膜をパタ−ニングする場合について、再
び、図1(a)ないし図1(d)を参照しながら具体的
に説明する。薄膜デバイス1を構成するために、先ず、
図1(a)に示すように、石英ガラス2の上にプラズマ
CVD法によって、厚さ3000Åのa−SiNX :H
膜を形成する。特に、本実施例では、表面処理にウエッ
トエッチングを用いるために、エッチャント(50%H
F:40%NH4 F=1:7)が用意される。このエッ
チャントに上記デバイスを1分間、浸漬することで、C
r膜3’の表面は粗されて、表面積を増大する。実際
に、AFM(原子間力顕微鏡)によって観察したとこ
ろ、山谷の差が5〜20Å程度の凹凸を認めることがで
き、上記表面積は、上述のような表面処理を施さない場
合に比べて実質的に2倍となっている。続いて、表面積
の増大したa−SiNX :H膜3’の表面に、図1
(c)に示すように、エキシマレ−ザ−の光を選択的
(マスクを用いて)に照射し、光の照射領域を光化学的
に反応させ、パタ−ン化された光改質層6を形成する。
この場合、雰囲気は10-8torr以下に真空排気され、そ
の後、O2 ガスを、その圧力が200torrとなるよう
に、充填される。また、上記エキシマレ−ザ−には、K
rF光源で発振させた波長248nmのレ−ザ−光を用
いる。a−SiN:H膜の表面では、光が当たった部分
のみで、O2 とa−SiNとが光化学反応を起こし、約
5分間の露光で、上記a−SiN:H膜の表面から40
〜50Å程度SiO2層に改質される。この改質時間は
イオンボンバ−ドメントを施さない場合に比べて、2分
の1でよく、作業の迅速化が達成される。そして、最後
に、図1(d)に示すように、エッチングを行い、所望
の微細加工形状を得ることが出来る。
Further, a- is formed on a glass substrate by using the present invention.
The case of patterning the SiN x : H film will be specifically described with reference to FIGS. 1A to 1D again. To configure the thin film device 1, first,
As shown in FIG. 1A, a 3000-Å-thick a-SiN x : H layer is formed on the quartz glass 2 by a plasma CVD method.
Form a film. Particularly, in this embodiment, since the wet etching is used for the surface treatment, the etchant (50% H
F: 40% NH 4 F = 1: 7) is prepared. By dipping the above device in this etchant for 1 minute, C
The surface of the r film 3'is roughened to increase the surface area. Actually, when observed by an AFM (atomic force microscope), irregularities with a difference in peaks and valleys of about 5 to 20 Å can be recognized, and the surface area is substantially larger than that when the surface treatment as described above is not performed. Has doubled. Then, on the surface of the a-SiN x : H film 3 ′ having the increased surface area, as shown in FIG.
As shown in (c), the light of the excimer laser is selectively irradiated (using a mask), and the photo-irradiated region is photochemically reacted to form the patterned photo-modified layer 6. Form.
In this case, the atmosphere is evacuated to 10 -8 torr or less and then filled with O 2 gas so that the pressure becomes 200 torr. In addition, the excimer laser has K
Laser light having a wavelength of 248 nm oscillated by an rF light source is used. On the surface of the a-SiN: H film, O 2 and a-SiN cause a photochemical reaction only in the portion exposed to the light, and after exposure for about 5 minutes, 40 ° from the surface of the a-SiN: H film.
Approximately 50Å is modified into a SiO 2 layer. This reforming time is half as compared with the case where the ion bombardment is not applied, and the work can be speeded up. Then, finally, as shown in FIG. 1D, etching can be performed to obtain a desired fine processed shape.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明は以上詳述したようになり、微細
加工を施す膜表面にイオンボンバ−ドメント処理あるい
はウエットエッチング処理などを行うことで、上記膜表
面を粗して、表面積を増大するので、後の光による改質
層の形成に際して、反応表面積が大きく、同じ厚さの改
質層を得るのに反応時間が短縮できる。このため、従来
のようなフォトレジストを使用する場合に比べて工程の
大幅な簡素化が達成され、また、塵埃による歩留りの低
下を避けることができるだけでなく、全体としての時間
短縮をより効果的に達成できる。
As described above in detail, the present invention roughens the surface of the film by increasing the surface area by performing ion bombardment treatment or wet etching treatment on the surface of the finely processed film. Therefore, in the subsequent formation of the modified layer by light, the reaction surface area is large, and the reaction time can be shortened to obtain the modified layer having the same thickness. Therefore, compared to the case of using a conventional photoresist, the process is greatly simplified, and it is possible not only to avoid a decrease in yield due to dust, but also to reduce the total time more effectively. Can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の方法を、その作業順序(a)〜(d)
で示す説明図である。
FIG. 1 shows the method of the present invention in the order of work (a) to (d).
It is an explanatory view shown by.

【図2】本発明を実施するための装置の一実施例の概略
構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an embodiment of an apparatus for carrying out the present invention.

【図3】本発明を実際の製品について実施した具体例の
作業順序(a)〜(d)で示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing work orders (a) to (d) of a specific example in which the present invention is carried out on an actual product.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 薄膜デバイス 2 基板 3 被加工膜 4 イオン 5 光 6 改質層 7 ドライエッチング 10a〜10c ゲ−トバルブ 11a〜11c ガス導入口 12a 表面処理室 12b 光改質処理室 12c エッチング室 1 Thin Film Device 2 Substrate 3 Processed Film 4 Ion 5 Light 6 Modified Layer 7 Dry Etching 10a to 10c Gate Valve 11a to 11c Gas Inlet 12a Surface Treatment Chamber 12b Light Modification Treatment Chamber 12c Etching Chamber

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被加工膜表面の表面積を実質的に増大さ
せるように上記被加工膜表面を粗す表面処理工程と、上
記被加工膜表面に対して改質ガス雰囲気中で所要のパタ
−ンに光を照射して光改質層を形成するパタ−ニング工
程と、上記光改質層を保護膜として上記被加工膜をエッ
チングするエッチング工程とからなることを特徴とする
薄膜デバイスの製造法。
1. A surface treatment step of roughening the surface of the film to be processed so as to substantially increase the surface area of the film to be processed, and a pattern required for the surface of the film to be processed in a modified gas atmosphere. Of a thin film device, which comprises a patterning step of irradiating the film with light to form a photo-modified layer and an etching step of etching the film to be processed with the photo-modified layer as a protective film. Law.
【請求項2】 上記表面処理工程では、加速電圧が3K
V以上で加速されたイオンを用いて上記被加工膜表面を
粗すようにしたボンバ−ドメント処理が行われることを
特徴とする請求項1に記載の薄膜デバイスの製造法。
2. The acceleration voltage is 3K in the surface treatment step.
2. The method of manufacturing a thin film device according to claim 1, wherein a bombardment treatment is performed so that the surface of the film to be processed is roughened by using ions accelerated at V or more.
【請求項3】 上記表面処理工程では、ウエットエッチ
ング処理が用いられることを特徴とする請求項1に記載
の薄膜デバイスの製造法。
3. The method of manufacturing a thin film device according to claim 1, wherein a wet etching treatment is used in the surface treatment step.
【請求項4】 上記表面処理工程、パタ−ニング工程、
エッチング工程がそれぞれ独立した雰囲気中で行われ、
被加工デバイスは、ゲ−トを介して各雰囲気中に順次移
行されることを特徴とする薄膜デバイスの製造法。
4. The surface treatment step, patterning step,
The etching process is performed in an independent atmosphere,
A method of manufacturing a thin film device, wherein the device to be processed is sequentially transferred into each atmosphere through a gate.
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