JPH0746688B2 - 表面処理方法 - Google Patents
表面処理方法Info
- Publication number
- JPH0746688B2 JPH0746688B2 JP59155233A JP15523384A JPH0746688B2 JP H0746688 B2 JPH0746688 B2 JP H0746688B2 JP 59155233 A JP59155233 A JP 59155233A JP 15523384 A JP15523384 A JP 15523384A JP H0746688 B2 JPH0746688 B2 JP H0746688B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- etching
- substrate
- processed
- orbital
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は光を利用した固体表面の食刻方法に係り、特に
半導体プロセスの低温化に好適な食刻方法に関するもの
である。
半導体プロセスの低温化に好適な食刻方法に関するもの
である。
半導体素子の集積化が進むにつれて、その製造プロセス
の低温化が大きな技術課題となりつつある。現在、実プ
ロセスにおいて使用されている食刻方法には、液相食物
方法およびプラズマ食刻法等がある。このうち前者にお
いては、基板温度は低温に保たれているが、食刻反応の
時間的、空間的制御が困難なため、食刻量の精密な調整
やサイドエッチングの回避はむずかしく、微細加工の手
段として不適当である。さらに、この方法は湿式処理で
あるため、プロセスの複雑化の要因ともなつている。一
方、プラズマ食刻法は乾式処理であり、しかもある程度
食刻反応に異方性を与えることができるという点で、上
記の液相食刻法をしのいでいる。しかし、この方法の場
合には、プラズマ中のイオンや高速粒子による基板の損
傷が不可避であり、しかも処理中に基板温度が800℃程
度まで上昇するという欠点もあり、プロセスの低温化と
いう観点からは満足な方法とは言えない。
の低温化が大きな技術課題となりつつある。現在、実プ
ロセスにおいて使用されている食刻方法には、液相食物
方法およびプラズマ食刻法等がある。このうち前者にお
いては、基板温度は低温に保たれているが、食刻反応の
時間的、空間的制御が困難なため、食刻量の精密な調整
やサイドエッチングの回避はむずかしく、微細加工の手
段として不適当である。さらに、この方法は湿式処理で
あるため、プロセスの複雑化の要因ともなつている。一
方、プラズマ食刻法は乾式処理であり、しかもある程度
食刻反応に異方性を与えることができるという点で、上
記の液相食刻法をしのいでいる。しかし、この方法の場
合には、プラズマ中のイオンや高速粒子による基板の損
傷が不可避であり、しかも処理中に基板温度が800℃程
度まで上昇するという欠点もあり、プロセスの低温化と
いう観点からは満足な方法とは言えない。
現在、実プロセスにおいて採用されている食刻方法の有
する、上記のような問題を解決し得る手段として最近注
目されつつあるのが、光を用いた気相食刻方法である。
この方法においては、食刻剤として特定の波長の光が照
射された時にのみ食刻作用が活性化するようなガスを利
用する。また、上記食刻作用の活性化が、基板の光照射
部分のみで有効に働くような方法を用いる場合もある。
このような、光を用いた気相食刻方法については、基板
材料、食刻剤となる気体、光照射に用いる光源と照射の
方法等の組みあわせにおいて多様な実施例が報告されて
いる。その代表例については、例えばT.J.Chuang,Journ
al of Vacuum Science Technology,21,798（1982）およ
び同じ著者によるSurface Science Reports,３,1（198
3）の78ページの表にまとめられている。このような光
を用いた気相食刻方法は、基板を低温に保つことがで
き、表面の損傷がなく、しかも微細なパターンの形成が
可能であるという利点を有する一方で、基板の材質と食
刻剤となるガスの組み合わせに応じて食刻反応を進行さ
せるために利用できる光の波長が異なるので、限られた
波長範囲をカバーする光源しか使用できない場合には、
この方法を利用できる基板材質は限られた種類のものに
なつてしまうという欠点があつた。
する、上記のような問題を解決し得る手段として最近注
目されつつあるのが、光を用いた気相食刻方法である。
この方法においては、食刻剤として特定の波長の光が照
射された時にのみ食刻作用が活性化するようなガスを利
用する。また、上記食刻作用の活性化が、基板の光照射
部分のみで有効に働くような方法を用いる場合もある。
このような、光を用いた気相食刻方法については、基板
材料、食刻剤となる気体、光照射に用いる光源と照射の
方法等の組みあわせにおいて多様な実施例が報告されて
いる。その代表例については、例えばT.J.Chuang,Journ
al of Vacuum Science Technology,21,798（1982）およ
び同じ著者によるSurface Science Reports,３,1（198
3）の78ページの表にまとめられている。このような光
を用いた気相食刻方法は、基板を低温に保つことがで
き、表面の損傷がなく、しかも微細なパターンの形成が
可能であるという利点を有する一方で、基板の材質と食
刻剤となるガスの組み合わせに応じて食刻反応を進行さ
せるために利用できる光の波長が異なるので、限られた
波長範囲をカバーする光源しか使用できない場合には、
この方法を利用できる基板材質は限られた種類のものに
なつてしまうという欠点があつた。
本発明の目的は、上述の問題点を解決する表面処理方法
を提供することにある。
を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明においては、軌道放
射光による気相食刻反応を利用する。軌道放射光はＸ線
から可視光にわたる広い波長領域をカバーする連続光で
あるという、従来の光源から得られる光にはない著しい
特徴を有しており、前述した、これまでの光を用いた気
相食刻方法の欠点を回避する有効な手段である。本発明
になる方法は、光化学反応を応用したものである。一般
に、光化学反応を効率良く進行させるために必要な光の
波長領域は、対象としている物質により異なる。この波
長領域は、多くの場合、紫外ないしはそれよりも短長領
域となるが、このような波長領域を充分にカバーし得る
連続光源は、軌道放射光の出現以前には存在しなかつ
た。したがつて軌道放射光の持つ上記の特徴は、本発明
になる方法を含めた光化学反応を応用する新しい技術手
段の実現のために、極めて有利なものである。
射光による気相食刻反応を利用する。軌道放射光はＸ線
から可視光にわたる広い波長領域をカバーする連続光で
あるという、従来の光源から得られる光にはない著しい
特徴を有しており、前述した、これまでの光を用いた気
相食刻方法の欠点を回避する有効な手段である。本発明
になる方法は、光化学反応を応用したものである。一般
に、光化学反応を効率良く進行させるために必要な光の
波長領域は、対象としている物質により異なる。この波
長領域は、多くの場合、紫外ないしはそれよりも短長領
域となるが、このような波長領域を充分にカバーし得る
連続光源は、軌道放射光の出現以前には存在しなかつ
た。したがつて軌道放射光の持つ上記の特徴は、本発明
になる方法を含めた光化学反応を応用する新しい技術手
段の実現のために、極めて有利なものである。
本発明の要旨は、（１）処理室内に載置された被処理物
の表面をエッチング処理するための反応ガスを前記被処
理物表面に供給することなく前記被処理物表面に軌道放
射光を照射することにより前記被処理物表面の不純物を
除去する工程と、（２）前記（１）の工程に引き続い
て、前記処理室内の前記被処理物表面に前記反応ガスを
供給しながら前記軌道放射光を照射することにより前記
被処理物表面をエッチング処理する工程とを有すること
を特徴とする表面処理方法にある。
の表面をエッチング処理するための反応ガスを前記被処
理物表面に供給することなく前記被処理物表面に軌道放
射光を照射することにより前記被処理物表面の不純物を
除去する工程と、（２）前記（１）の工程に引き続い
て、前記処理室内の前記被処理物表面に前記反応ガスを
供給しながら前記軌道放射光を照射することにより前記
被処理物表面をエッチング処理する工程とを有すること
を特徴とする表面処理方法にある。
第１図に、本発明の実施に必要は装置の構成の一例を概
念図として示す。この装置は、光源部Ａ、光選択部Ｂ、
処理部Ｃより構成されている。光源部Ａは、電子シンク
ロトロン、あるいは電子蓄積リングを主構成要素とし、
本発明の実施に必要な軌道放射光を作り出して、その軌
道放射光を光選択部Ｂに導く機能を有する。光選択部Ｂ
においては、光源部Ａより導かれた軌道放射光のうち、
必要とする単一、または複数の波長範囲の光を取り出
し、処理部Ｃへと送り出す。また、この光選択部Ｂは、
必要に応じて処理部Ｃに送り出す光の時間とタイミング
を制御する機能も有している。光選択部Ｂは、回析格
子、鏡等の光学素子を主な構成要素とし、これに各種の
フイルター、シヤツター類が付帯している。これらの素
子類は、必要な条件を有する光を処理部Ｃに供給し得る
ように制御される。この光選択部Ｂに要求される機能
は、光源部Ａより導かれる軌道放射光を処理、制御し、
必要な条件を有する軌道放射光へと変換した後、処理部
Ｃへと送り出すことである。この機能を備えていれば、
光選択部Ｂとして上記の実施例とは異なる構成の装置を
使用することも可能である。処理部Ｃは、基板に食刻を
行うための処理室を主構成要素としている。この処理室
は付帯装置として、食刻剤となるガスの調整機構と処理
室への導入機構、処理を行う基板の搬送機構と位置合わ
せ機構、パターンを基板に転写するためのマスクを移動
し、かつ所定の位置に固定するための機構、光選択部Ｂ
から送られてくる光を必要な形状と方向に調整するため
の光学系等を備えている。上記の付帯装置は、基板、あ
るいはマスクの各部分での照射光量を均一にする機能を
持つている。この付帯装置に、さらに複数の基板の連
続、あるいは並列処理を行う機能、また、複数のマスク
による処理を行う機能を付加することもできる。光選択
部Ｂと、処理部Ｃに備えた光学系とにより、複数の波長
範囲の光を、同時に、あるいは所望のタイミングで、方
向、および領域を制御しながら基板に照射することがで
きる。もちろん単一の波長範囲の光を、上記と同様な制
御を行いつつ、基板に照射することも可能である。使用
する光が単一の波長範囲であり、しかも光源部Ａで発生
する光のうち、特定の波長範囲の光を選び出す必要がな
い場合には、光選択部Ｂは処理部Ｃに光を送り出す時
間、およびタイミングを制御する機能を備えていればよ
い。光源部Ａ、光選択部Ｂ、処理部Ｃは、それぞれ独立
の真空排気系を備えており、差動排気系、または光透過
性の窓を持つ光路によつて光源部Ａと光選択部Ｂおよび
光選択部Ｂと処理部Ｃが結ばれている。
念図として示す。この装置は、光源部Ａ、光選択部Ｂ、
処理部Ｃより構成されている。光源部Ａは、電子シンク
ロトロン、あるいは電子蓄積リングを主構成要素とし、
本発明の実施に必要な軌道放射光を作り出して、その軌
道放射光を光選択部Ｂに導く機能を有する。光選択部Ｂ
においては、光源部Ａより導かれた軌道放射光のうち、
必要とする単一、または複数の波長範囲の光を取り出
し、処理部Ｃへと送り出す。また、この光選択部Ｂは、
必要に応じて処理部Ｃに送り出す光の時間とタイミング
を制御する機能も有している。光選択部Ｂは、回析格
子、鏡等の光学素子を主な構成要素とし、これに各種の
フイルター、シヤツター類が付帯している。これらの素
子類は、必要な条件を有する光を処理部Ｃに供給し得る
ように制御される。この光選択部Ｂに要求される機能
は、光源部Ａより導かれる軌道放射光を処理、制御し、
必要な条件を有する軌道放射光へと変換した後、処理部
Ｃへと送り出すことである。この機能を備えていれば、
光選択部Ｂとして上記の実施例とは異なる構成の装置を
使用することも可能である。処理部Ｃは、基板に食刻を
行うための処理室を主構成要素としている。この処理室
は付帯装置として、食刻剤となるガスの調整機構と処理
室への導入機構、処理を行う基板の搬送機構と位置合わ
せ機構、パターンを基板に転写するためのマスクを移動
し、かつ所定の位置に固定するための機構、光選択部Ｂ
から送られてくる光を必要な形状と方向に調整するため
の光学系等を備えている。上記の付帯装置は、基板、あ
るいはマスクの各部分での照射光量を均一にする機能を
持つている。この付帯装置に、さらに複数の基板の連
続、あるいは並列処理を行う機能、また、複数のマスク
による処理を行う機能を付加することもできる。光選択
部Ｂと、処理部Ｃに備えた光学系とにより、複数の波長
範囲の光を、同時に、あるいは所望のタイミングで、方
向、および領域を制御しながら基板に照射することがで
きる。もちろん単一の波長範囲の光を、上記と同様な制
御を行いつつ、基板に照射することも可能である。使用
する光が単一の波長範囲であり、しかも光源部Ａで発生
する光のうち、特定の波長範囲の光を選び出す必要がな
い場合には、光選択部Ｂは処理部Ｃに光を送り出す時
間、およびタイミングを制御する機能を備えていればよ
い。光源部Ａ、光選択部Ｂ、処理部Ｃは、それぞれ独立
の真空排気系を備えており、差動排気系、または光透過
性の窓を持つ光路によつて光源部Ａと光選択部Ｂおよび
光選択部Ｂと処理部Ｃが結ばれている。
第２図は、上記の装置を用いた処理の工程の一例を示す
概念図である。まず、真空に保つた処理室内で基板１に
軌道放射光２を照射する。この結果、基板１の表面に吸
着していた不純物が、光誘起脱離過程により表面から除
去され、基板１の表面は清浄となる。ここで、軌道放射
光２としては単一の波長範囲のものを用いる場合だけで
なく、複数の波長範囲のものを同時に、または順次使用
する場合もある。軌道放射光２の波長範囲としては、例
えば表面に存在する不純物の構成元素の殻電子を励起し
得るような範囲を利用する。次に、所定のパターンが描
画されているマスク３を、基板１の面にパターンが転写
できる位置に設置し、試料室内に食刻剤となるガス４を
導入した後、光5,6を照射する。もちろん、基板１とし
て非食刻部分をレジスト膜で保護したものを用いること
もできる。この場合にはマスク３を利用する必要はな
い。ここで、照射する光5,6の役割は、基板１上で食刻
反応を進行させることである。したがつて、必ずしも第
２図に示したような、二種類の軌道放射光5,6を同時に
照射する場合ばかりではなく、基板１の材質、食刻剤と
なるガス４との組成等の条件に応じて、種々の照射方法
を利用する。例えば、単一、または複数の波長範囲の軌
道放射光を一定時間照射した後、別の単一、または複数
の波長範囲の軌道放射光を一定時間照射する、ないしは
この操作を複数回反復するような照射方法を利用する場
合もある。このような照射方法は、例えば、基板材質と
食刻剤となるガス４との反応が進行するために、基板１
と食刻剤となるガス４の両者が光励起されることが必要
で、しかもこの反応の結果基板１上に生成する反応生成
物が、光励起された時にのみ揮発性となるような場合に
おいて、基板材質の光励起に好適な波長範囲（これをλ
ａとする）と、食刻剤となるガス４の光励起に敵する波
長範囲（これをλｂとする）と、反応生成物を光励起す
るのに都合の良い波長範囲（これをλｃとする）とが一
致していない場合に利用できる。このような場合の光照
射方法としては、例えば、まず波長範囲がλａとλｂの
光を同時に一定時間照射した後、波長範囲がλｃの光を
一定時間照射する方法、あるいはこの操作を複数回反復
する方法などがある。以上のように、照射する軌道放射
光の波長範囲、照射時間、照射のタイミング等の条件
を、基板１の材質、食刻剤となるガス４の組成に応じて
調整することにより、多くの材質の基板１上に所望の食
刻パターンを形成することができる。
概念図である。まず、真空に保つた処理室内で基板１に
軌道放射光２を照射する。この結果、基板１の表面に吸
着していた不純物が、光誘起脱離過程により表面から除
去され、基板１の表面は清浄となる。ここで、軌道放射
光２としては単一の波長範囲のものを用いる場合だけで
なく、複数の波長範囲のものを同時に、または順次使用
する場合もある。軌道放射光２の波長範囲としては、例
えば表面に存在する不純物の構成元素の殻電子を励起し
得るような範囲を利用する。次に、所定のパターンが描
画されているマスク３を、基板１の面にパターンが転写
できる位置に設置し、試料室内に食刻剤となるガス４を
導入した後、光5,6を照射する。もちろん、基板１とし
て非食刻部分をレジスト膜で保護したものを用いること
もできる。この場合にはマスク３を利用する必要はな
い。ここで、照射する光5,6の役割は、基板１上で食刻
反応を進行させることである。したがつて、必ずしも第
２図に示したような、二種類の軌道放射光5,6を同時に
照射する場合ばかりではなく、基板１の材質、食刻剤と
なるガス４との組成等の条件に応じて、種々の照射方法
を利用する。例えば、単一、または複数の波長範囲の軌
道放射光を一定時間照射した後、別の単一、または複数
の波長範囲の軌道放射光を一定時間照射する、ないしは
この操作を複数回反復するような照射方法を利用する場
合もある。このような照射方法は、例えば、基板材質と
食刻剤となるガス４との反応が進行するために、基板１
と食刻剤となるガス４の両者が光励起されることが必要
で、しかもこの反応の結果基板１上に生成する反応生成
物が、光励起された時にのみ揮発性となるような場合に
おいて、基板材質の光励起に好適な波長範囲（これをλ
ａとする）と、食刻剤となるガス４の光励起に敵する波
長範囲（これをλｂとする）と、反応生成物を光励起す
るのに都合の良い波長範囲（これをλｃとする）とが一
致していない場合に利用できる。このような場合の光照
射方法としては、例えば、まず波長範囲がλａとλｂの
光を同時に一定時間照射した後、波長範囲がλｃの光を
一定時間照射する方法、あるいはこの操作を複数回反復
する方法などがある。以上のように、照射する軌道放射
光の波長範囲、照射時間、照射のタイミング等の条件
を、基板１の材質、食刻剤となるガス４の組成に応じて
調整することにより、多くの材質の基板１上に所望の食
刻パターンを形成することができる。
以上述べた如く本実施例によれば、多様な光化学反応に
基づく処理を同一装置内で行うことができるので、さま
ざまな材質の基板に対して食刻パターンを低温で形成す
ることが可能である。また、軌道放射光を利用する本実
施例によれば、複数の波長範囲の光を同時に使用する場
合でも、複数の光源を併用する必要がない。したがっ
て、従来の光源を使用することが可能な食刻を行なう場
合でも、本実施例を利用することにより、処理の効率を
向上させることができる。
基づく処理を同一装置内で行うことができるので、さま
ざまな材質の基板に対して食刻パターンを低温で形成す
ることが可能である。また、軌道放射光を利用する本実
施例によれば、複数の波長範囲の光を同時に使用する場
合でも、複数の光源を併用する必要がない。したがっ
て、従来の光源を使用することが可能な食刻を行なう場
合でも、本実施例を利用することにより、処理の効率を
向上させることができる。
本発明によれば、被処理物表面を清浄化した後に被処理
物を大気にさらす必要がないため、清浄な被処理物表面
に対してエッチング処理ができる。また、同一装置で不
純物除去処理及びそれに引き続いてエッチング処理がで
きるため、例えば、半導体装置の量産時に本発明を用い
れば、そのスループットを向上させることができる。
物を大気にさらす必要がないため、清浄な被処理物表面
に対してエッチング処理ができる。また、同一装置で不
純物除去処理及びそれに引き続いてエッチング処理がで
きるため、例えば、半導体装置の量産時に本発明を用い
れば、そのスループットを向上させることができる。
第１図は本発明による方法を実施するための装置の一実
施例を説明するための概念図、第２図は本発明の方法に
よる処理工程の一実施例を説明するための図である。 Ａ…光源部、Ｂ…光選択部、Ｃ…処理部、１…基板、2,
5,6…照射光、３…マスク、４…食刻剤となるガス。
施例を説明するための概念図、第２図は本発明の方法に
よる処理工程の一実施例を説明するための図である。 Ａ…光源部、Ｂ…光選択部、Ｃ…処理部、１…基板、2,
5,6…照射光、３…マスク、４…食刻剤となるガス。
Claims (2)
- 【請求項１】次の工程を有することを特徴とする表面処
理方法。 （１）処理室内に載置された被処理物の表面をエッチン
グ処理するための反応ガスを前記被処理物表面に供給す
ることなく前記被処理物表面に軌道放射光を照射するこ
とにより前記被処理物表面の不純物を除去する工程。 （２）前記（１）の工程に引き続いて、前記処理室内の
前記被処理物表面に前記反応ガスを供給しながら前記軌
道放射光を照射することにより前記被処理物表面をエッ
チング処理する工程。 - 【請求項２】前記（２）の工程において、前記被処理物
表面上に設けられたパターニングされたマスクを介して
前記被処理物表面に前記軌道放射光を照射することを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59155233A JPH0746688B2 (ja) | 1984-07-27 | 1984-07-27 | 表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59155233A JPH0746688B2 (ja) | 1984-07-27 | 1984-07-27 | 表面処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6135522A JPS6135522A (ja) | 1986-02-20 |
| JPH0746688B2 true JPH0746688B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=15601443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59155233A Expired - Lifetime JPH0746688B2 (ja) | 1984-07-27 | 1984-07-27 | 表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0746688B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2709058B2 (ja) * | 1987-02-16 | 1998-02-04 | 日本電信電話株式会社 | 光ドライエツチング装置及び方法 |
| JPS63248132A (ja) * | 1987-04-02 | 1988-10-14 | Nec Corp | 半導体素子の製造方法およびその装置 |
| JP2753707B2 (ja) * | 1988-02-26 | 1998-05-20 | 日本電信電話株式会社 | エツチング法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60216558A (ja) * | 1984-04-12 | 1985-10-30 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 表面洗浄方法 |
| JPH0452613A (ja) * | 1990-06-21 | 1992-02-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 投射型レンズ |
-
1984
- 1984-07-27 JP JP59155233A patent/JPH0746688B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6135522A (ja) | 1986-02-20 |
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