JP3226315B2 - 微細加工方法及び微細加工装置 - Google Patents

微細加工方法及び微細加工装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体、金属、絶縁体
上にパターン形成を行なう微細加工方法、特にレジスト
を用いずに微細加工を行なう方法及び微細加工装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造工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上に微細
加工を施し素子構造を形成するフォトリソグラフィー工
程がある。従来、これを実施する技術として、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広く用いられてきた。しか
し所望の微細加工を行な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。この中でレジスト塗布、現
像、レジスト剥離工程では溶液を使うため完全にドライ
なプロセスにすることはできない。またレジストを用い
るため、このレジストが剥離し、ごみの発生源となり歩
留りを低下させる原因にもなる。そのために、成膜工程
や微細加工を行な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。
【０００３】又、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
れに伴い、回路パターンがより微細化しまた回路機構も
更に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装置は、ますます大型化
し、素子機能も複雑化しつつある。これらのデバイスを
上述のプロセス特にフォトリソグラフィープロセスで製
造する場合、プロセスの更なる複雑化によって、コスト
が上昇し、ごみの発生の増加等によって歩留りが低下し
全体のコストも上昇する。又、上記ドライプロセスにお
いても、フォトリソグラフィープロセスと同様にレジス
ト剥離に伴う問題点については解消されない。
【０００４】一方、上述レジストを用いたフォトリソグ
ラフィープロセスに代わって、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ッチング技術が関
根、岡野、堀池、第５回ドライプロセスシンポジウム講
演予稿集９７ページ（１９８３）に記載されている。
【０００５】図１２及び図１３にこの論文に掲載されて
いる光エッチング装置の概略を示す。これらの図におい
て１０１は試料、１２０２は試料保持台、１２０３は真
空気密可能なエッチング室、１２０４ガス導入口、１２
０５は光源であるところの２００Ｗ、Ｈｇ−Ｘｅラン
プ、１２０６は溶融石英製レンズ、１２０７は溶融石英
製窓、１２０８は光遮蔽ボックス、また図１３において
１３０９は溶融石英基板上にＡｌパターンが施されたマ
スクである。
【０００６】次にこの装置を用いた光エッチング方法に
ついて説明する。試料１０１を試料保持台１２０２に載
置し、エッチング室１２０３内を１０-4ｔｏｒｒ以下に
真空排気した後、エッチングガスをガス導入口１２０４
より導入し、真空排気系を調整してエッチング室１２０
３内の圧力を１〜７６０ｔｏｒｒの間で所望の値に設定
する。光源であるＨｇ−Ｘｅランプ１２０５を点灯しＵ
Ｖ光を発光させ、溶融石英製レンズ１２０６によって溶
融石英製窓１２０７を通して、およそ直径２ｍｍの範囲
の試料（被加工材料）１０１表面に集光、照射させる。
ＵＶ光が照射された表面ではエッチングガスと光化学反
応が起こりエッチングが進む。又、図１３に示す様に試
料１０１直前にマスク１３０９を設置することによっ
て、レジストを用いずに直接パターン形状を形成でき
る。
【０００７】試料１０１が多結晶（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）膜
を堆積した基板の場合、エッチングガスとして、塩素を
用いる。この論文ではエッチング速度として、正常にエ
ッチングできる範囲で、ドーピングしていないｐｏｌｙ
−Ｓｉで≦８０Å／ｍｉｎ、リンをドープしたｐｏｌｙ
−Ｓｉ（ｎ+ −ｐｏｌｙ−Ｓｉ）では≦７０００Å／ｍ
ｉｎ、ホウ素をドープしたｐｏｌｙ−Ｓｉ（ｎ+ −ｐｏ
ｌｙ−Ｓｉ）では≦８０Å／ｍｉｎという値が報告され
ている。
【０００８】又、図１３に示す様に試料１０１としてド
ーピングしていないｐｏｌｙ−Ｓｉを用い、試料１０１
直前１００μｍにマスク１３０９を設置し、塩素雰囲気
中で、マスク１３０９を通して選択的にＵＶ光を照射す
ることによって、照射された部分のみがエッチングされ
パターンが形成された例が報告されている。
【０００９】上述のプロセスを用いることによって、レ
ジスト塗布、現像、レジスト剥離等の工程が無くなり、
工程が簡略化され、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ッチングで
問題となる、イオン照射による損傷も発生しないため、
損傷がないエッチングが可能となる。
【００１０】しかしながら上述の光エッチングでは、加
工溝内部での光散乱や回折によってパターンに忠実で高
精度な微細加工ができず、又完全な異方性エッチングを
行なうためには、側壁保護膜を形成しなくてはならない
ため、エッチング後にこの膜が残渣として残り、素子に
悪影響を及ぼす。
【００１１】また、エッチング速度は、前述した様にド
ーピングしていないｐｏｌｙ−Ｓｉやｐ+ −ｐｏｌｙ−
Ｓｉの場合は高々≦８０Å／ｍｉｎでありプラズマエッ
チングに比べ２桁低い。
【００１２】更に、前述従来例ではレンズによって直径
２ｍｍのスポットサイズ集光したが、実際のエッチング
は、４〜８インチのＳｉ基板になされるため、これらに
Ｓｉ基板全域にＵＶ光を照射するとＵＶ光の照射強度は
４／１００００以下となり、エッチング速度は照射強度
に強く依存するため非常に低くなるという問題点があっ
た。
【００１３】また、上述した、フォトリソグラフィープ
ロセスでは、工程が複雑になるにつれて取り扱い中に付
着するゴミが多くなり易く、これによる製造素子の欠陥
を引き起こし、歩留りを低下させる傾向があるといった
問題点があった。
【００１４】従って、フォトレジストを用いることのな
い薄膜のパターン形成方法が要望されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みてなされたもので、レジストを用いず、ごみの発生
が極めて少なく、歩留が良く、高速で、高精度で、損傷
がない微細加工が可能な微細加工方法とその装置を提供
することを目的とする。
【００１６】本発明は、第１の工程で被加工材料表面に
エネルギーを付与することで化学的に活性な層を形成
し、第２の工程で選択的にエネルギービームを照射し
て、高速で潜像層を形成できる微細加工方法及びそれに
用いられる装置を提供することを目的とする。
【００１７】また上記した活性層を形成する方法とし
て、光を照射し、化学的に活性な活性層を形成する場
合、熱エネルギーを与え、熱化学的に活性な活性層を形
成する場合、プラズマに曝し、化学的に活性な活性層を
形成する場合、あるいはこれらを適宜組合わせることで
活性層を形成する微細加工方法及びそれに用いられる装
置を提供することを目的とする。
【００１８】また本発明はエッチング処理としてプラズ
マエッチングを用い、高精度で高速に行なうことがで
き、被加工材料に微細加工を行なう一連の工程として、
従来の光エッチングを用いる工程に比べて、高精度、か
つ高速処理が可能となる微細加工方法を提供することを
目的とする。
【００１９】更に本発明は励起ガス又はプラズマから被
加工材料面に達するイオンのエネルギーを低くすること
によって、損傷がない微細加工方法を提供することを目
的とする。
【００２０】又本発明はレジストを用いず、ごみの発生
が極めて少なく、歩留が良い微細加工を可能とする微細
加工方法を提供することを目的とする。加えて本発明は
微細パターン形成に応用できる微細加工方法を提供する
ことを目的とする。
【００２１】又、本発明は表面改質層（潜像）形成工程
とエッチング工程を連続して複数回行なうことによっ
て、エッチングマスクとして使用される保護膜の膜厚を
調整することができる微細加工方法を提供することを目
的とする。また本発明は、エッチング量（深さ）を保護
膜の合計膜厚に応じたものとでき、充分に深いエッチン
グを行ないたい場合に、それに応じた保護膜の合計膜厚
を得ることが可能で、所望のエッチング量（深さ）を容
易に得ることができる微細加工方法を提供することを目
的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記した
光エッチングによる微細加工方法における上述の諸問題
をも解決して本発明の目的を達成すべく鋭意研究を重ね
た結果、完成に至ったものであり、本発明により提供さ
れる微細加工方法は次のようなものである。
【００２３】即ち、本発明の微細加工方法は反応容器内
にある被加工材料保持台に被処理被加工材料を載置し、
該被加工材料に光を照射し、該反応室内に第１の反応ガ
スを導入し、前記被加工材料表面で前記反応ガスと光化
学反応を起こし該被加工材料表面の組成を化学的に変化
させ活性層を形成する第１の工程と、第２の反応ガス雰
囲気中で第１の工程を施した前記被加工材料表面に選択
的にエネルギーを照射し、照射部のみ化学変化させ潜像
層を形成する第２の工程と、前記潜像層を除去するか又
は前記潜像層以外の部分を除去する第３の工程と、第３
の工程で除去せずに残った部分を遮蔽マスクにして該マ
スク部分以外の部分をエッチングする第４の工程とを含
んで構成されることを特徴とする。
【００２４】又、本発明の微細加工方法は、反応容器内
にある被加工材料保持台に被処理被加工材料を載置し該
保持台に内蔵された加熱手段によって該被加工材料を加
熱し、該反応室内に第１の反応ガスを導入し、前記被加
工材料表面で前記反応ガスと熱化学反応を起こし該被加
工材料表面の組成を化学的に変化させ活性層を形成する
第１の工程と、第２の反応ガス雰囲気中で第１の工程を
施した前記被加工材料表面に選択的にエネルギーを照射
し、照射部のみ化学変化させ潜像層を形成する第２の工
程と、前記潜像層を除去するか又は前記潜像層以外の部
分を除去する第３の工程と、第３の工程で除去せずに残
った部分を遮蔽マスクにして該マスク部分以外の部分を
エッチングする第４の工程とを含んで構成されることを
特徴とする。加えて、本発明の微細加工方法は反応容器
内にある試料保持台に被加工材料を載置し、該反応室内
に第１の反応ガスを導入し、前記試料表面に電磁エネル
ギーを照射し該反応ガスのプラズマを生成し、該被加工
材料表面に該プラズマを曝し化学反応を生じせしめ、該
被加工材料表面の組成を化学的に変化させ活性層を形成
する第１の工程と、第２の反応ガス雰囲気中で第１の工
程を施した前記被加工材料表面に選択的にエネルギーを
照射し、照射部のみ化学変化させ潜像層を形成する第２
の工程と、前記潜像層を除去するか又は前記潜像層以外
の部分を除去する第３の工程と、第３の工程で除去せず
に残った部分を遮蔽マスクにして該マスク部分以外の部
分をエッチングする第４の工程で構成されることを特徴
とする。
【００２５】更に本発明の微細加工方法は、微細加工を
行なう被加工材料表面に所望のガス雰囲気中で選択的に
光を照射して前記被加工材料の表面に選択的に表面改質
層を形成する第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加工材料をエッチングする第２の工
程を有し、前記第１の工程及び第２の工程を連続して複
数回行なうことを特徴とする。
【００２６】更に、本発明の微細加工方法は、反応容器
内にある試料保持台被加工材料を設置し、反応ガス雰囲
気中で前記被加工材料表面に選択的にエネルギーを照射
し、照射部のみを化学変化させて、異なった組成を持つ
表面改質層（潜像層）を形成する第１の工程と、前記試
料の前記潜像層以外の部位にのみに選択的にめっき法に
より薄膜を形成することを特徴とする。
【００２７】また本発明は、上記微細加工方法を実施す
るのに適した微細加工装置を包含する。本発明の該微細
加工装置の構成は次に示すような構成のものである。
【００２８】即ち、本発明の微細加工装置は、被加工材
料を保持する手段と、前記被加工材料に反応ガス中で光
を照射して前記被加工材料表面に活性層を形成する活性
層形成手段と、前記活性層に反応ガス中で選択的にエネ
ルギーを照射して潜像層を形成する潜像層形成手段と、
前記潜像層の部分のみを除去して遮蔽マスクを形成する
遮蔽マスク形成手段と、前記除去せずに残った部分を遮
蔽マスクとして、該マスク以外の部分をエッチングする
エッチング手段と、を有することを特徴とする。
【００２９】また、前記遮蔽マスク形成手段が、前記潜
像層の部分以外の部分を除去して遮蔽マスクを形成する
ことを特徴とする微細加工装置でもよく、また、前記遮
蔽マスク形成手段が、プラズマ照射により行なわれるこ
とを特徴とする微細加工装置であり、また前記遮蔽マス
ク形成手段が、励起種照射により行なわれることを特徴
とする微細加工装置でもよい。
【００３０】より具体的な上記微細加工装置としては、
被加工材料を保持する手段と、該材料に光を照射する手
段と、反応ガスを導入する手段と、真空排気手段とを有
し、前記被加工材料表面に活性層を形成する第１の反応
容器と、前記被加工材料を保持する手段と、反応ガスを
導入する手段と、真空排気手段と、前記被加工材料表面
に選択的にエネルギーを照射する手段とを有し、該エネ
ルギー照射部に潜像層を形成する第２の反応容器と、前
記被加工材料を保持する手段と、反応ガスを導入する手
段と、真空排気手段と、プラズマを導入する手段とを有
し、前記潜像層の部分、又は潜像層以外の部分のみを除
去し、該除去せずに残った部分を遮蔽マスクとして、該
マスク以外の部分をエッチングする第３の反応容器と、
前記第１、第２、第３の反応容器内において、前記被加
工材料を大気にさらすことなく移動させる手段とを有す
ることを特徴とする。
【００３１】又、本発明の微細加工装置は、被加工材料
を保持する手段と、前記被加工材料を反応ガス中で加熱
して前記被加工材料表面に活性層を形成する活性層形成
手段と、前記活性層に反応ガス中で選択的にエネルギー
を照射して潜像層を形成する潜像層形成手段と、前記潜
像層の部分のみを除去して遮蔽マスクを形成する遮蔽マ
スク形成手段と、前記除去せずに残った部分を遮蔽マス
クとして、該マスク以外の部分をエッチングするエッチ
ング手段と、を有することを特徴とする。
【００３２】また、前記遮蔽マスク形成手段が、前記潜
像層の部分以外の部分を除去して遮蔽マスクを形成する
ことを特徴とする微細加工装置でもよく、また、前記遮
蔽マスク形成手段が、プラズマ照射により行なわれるこ
とを特徴とする微細加工装置であり、また前記遮蔽マス
ク形成手段が、励起種照射により行なわれることを特徴
とする微細加工装置でもよく、また、前記被加工材料を
保持する手段が、前記被加工材料を加熱する手段を内蔵
して構成されることを特徴とする微細加工装置でもよ
い。
【００３３】より具体的な本発明の微細加工装置は、被
加工材料を保持する手段と、該材料を加熱する手段と、
反応ガスを導入する手段と、真空排気手段とを有し、前
記被加工材料表面に活性層を形成する第１の反応容器
と、前記被加工材料を保持する手段と、反応ガスを導入
する手段と、真空排気手段と、前記被加工材料表面に選
択的にエネルギーを照射する手段とを有し、該エネルギ
ー照射部に潜像層を形成する第２の反応容器と、前記被
加工材料を保持する手段と、反応ガスを導入する手段
と、真空排気手段と、プラズマを導入する手段とを有
し、前記潜像層の部分、又は潜像層以外の部分のみを除
去し、該除去せずに残った部分を遮蔽マスクとして、該
マスク以外の部分をエッチングする第３の反応容器と、
前記第１、第２、第３の反応容器内において、前記被加
工材料を大気にさらすことなく移動させる手段とを有す
ることを特徴とする。
【００３４】又、本発明の微細加工装置は第１の工程を
行なう真空気密可能な第１の反応容器内に被処理試料を
載置可能な試料保持台を設置し、前記被処理試料の第１
の工程の処理に用いる処理ガスを前記第１の反応容器内
に供給するガス手段、該処理ガスにプラズマを発生させ
るための電磁エネルギー供給する手段、前記第１の反応
容器内を真空排気する真空排気手段とを有する第１の反
応容器と、第２の工程を行なう真空気密可能な第２の反
応容器内に被処理試料を載置可能な手段を有する試料保
持台を設置し、更に前記被処理試料の第２の工程の処理
に用いる処理ガスを第２の反応容器内に供給するガス手
段、前記第２の反応容器内を真空排気する真空排気手
段、エネルギービームを発生させ制御し該試料表面に照
射可能な手段とを有する第２の反応容器、第３及び第４
の工程を行なう真空気密可能な第３の反応容器内に被処
理試料を載置可能な手段を有する試料保持台を設置し、
更に前記被処理試料の第３及び第４の工程の処理に用い
る処理ガスを第３の反応容器内に供給するガス手段、前
記第３の反応容器内を真空排気する真空排気手段とを有
し第３の反応容器内にプラズマを発生させる手段又は第
３の反応容器外にあり第３及び第４の工程の処理に用い
る処理ガスのプラズマ発生可能な発生室を有し、該プラ
ズマ室から第３の反応容器に、励起されたガスのみを供
給できる手段又はプラズマを供給できる手段を少なくと
を有する微細加工装置であって、好ましくは、第１、第
２、第３の反応容器はゲートバルブで連結されるか又は
試料搬送手段、真空排気手段を有する真空気密可能真空
容器に、ゲートバルブを介して接続され、試料を大気に
戻すことなく第１、第２、第３、第４の工程を連続して
処理できることを特徴とする。
【００３５】上述した構成の本発明の微細加工方法及び
微細加工装置によれば、第１の工程で被加工材料表面に
化学的に活性な活性層を形成することによって、第２の
工程で選択的にエネルギービームを照射し高速で潜像層
を形成でき、エッチングは励起エッチング種、又はプラ
ズマを用いるため、高精度で高速に行なうことができ、
被加工材料に微細加工を行なう一連の工程として従来の
光エッチングを用いる工程に比べ高速処理が可能とな
る。
【００３６】また励起ガス、又はプラズマから被加工材
料面に達するイオンのエネルギーを低くすることによっ
て、損傷がない微細加工も可能である。又被加工材料は
大気に晒されることがないため、表面が汚染されず素子
性能が向上する。
【００３７】更にレジストを用いないため、ごみの発生
が極めて少なく、歩留が良い微細加工が可能となる。
【００３８】又、上述のとうり第１の工程で潜像層を形
成し、第２の工程で潜像層以外の部位にのみにめっき法
により薄膜を形成することによって、フォトレジストを
用いることのない薄膜のパターン形成を行なうことがで
きる。
【００３９】また、エッチングの際のマスクとなる保護
膜と、微細加工を施したい試料のエッチング選択比が充
分高くなく、１回の表面改質によって形成される保護膜
の膜厚が薄い場合には、ドライエッチングを行なう際に
マスクとなる保護膜が消失してしまい、微細加工を施し
たい試料エッチング量（深さ）が不充分となることがあ
る。
【００４０】そこで本発明では、第１の工程と第２の工
程を連続して複数回行なうことによって、上記の要望を
充分満足する微細加工方法を提案するものである。
【００４１】上述の通り、表面改質層形成工程とエッチ
ング工程を連続して複数回行なうことによって、エッチ
ングマスクとして使用される保護膜の膜厚を調整するこ
とができる。エッチング量（深さ）は保護膜の合計膜厚
に応じたものとなるので、充分に深いエッチングを行な
いたい場合に、それに応じた保護膜の合計膜厚を得るこ
とが可能となるので、所望のエッチング量（深さ）が得
られる様になる。
【００４２】以下図面を参照して本発明の好ましい実施
態様例を詳細に説明する。 （実施態様例１）図１は本発明の微細加工方法を行なう
工程の流れを示した図であり、同図において、（Ａ）は
被加工材料、（Ｂ）は第１の工程、（Ｃ）は第２の工
程、（Ｄ）は第３の工程、（Ｅ）は第４の工程を示し、
又１００は基板、１０１は基板１００上に被処理層１０
２を堆積させた被加工材料、１０３は活性層、１０５は
エネルギービーム１０６によって活性層１０３に形成さ
れた潜像層、１０７ａ，１０７ｂはプラズマ、又は励起
種、１０８はエッチングされ形成された所望のパターン
である。
【００４３】図２は、本発明の装置のうち好適な１例を
示した概要構成図である。同図において２００ａ，２０
０ｂ，２００ｃ，２００ｄ，２００ｅは真空気密可能で
かつ被加工材料１０１を通過可能なゲートバルブ、２０
１は第１の工程を行なう表面活性部、２０２は第２の工
程を行なう潜像部、２０３は第３及び第４の工程を行な
うエッチング部、２０４は被加工材料１０１を真空雰囲
気中にしたり、大気中に戻すためのロードロック部、２
０５は被加工材料１０１を真空中で各室に搬送可能な手
段を有する搬送部である。
【００４４】続いて図２に示した本装置を構成する各部
の概略を図３、図４、図５、図６、図７に示し、以下に
説明する。
【００４５】図３にロードロック部２０４の概略断面構
造を示し、同図において３０２は被加工材料保持台、３
０３は真空気密可能なロードロック部、３０４は窒素ガ
スをロードロック部３０３内に導入し大気解放にするた
めのガス導入口、３１０はロードロック部３０３内を真
空排気可能でかつ排気速度を制御可能な真空排気装置で
あり、その他、図１、図２において付した符号と同一の
符号を付したものは同一の物を示す。
【００４６】図４は搬送部２０５の概略構造を示す断面
図であり、同図において、４０３は真空気密可能な搬送
室、４１０は搬送室４０３内を真空気密可能な真空排気
装置、４１１は被加工材料搬送ロボットであり、その他
図１、図２において付した符号と同一の符号を付したも
のは同一の物を示す。
【００４７】図５は表面活性部２０１の概略構造を示す
断面図であり、同図において５０２は被加工材料１０１
を保持する被加工材料保持台、５０３は真空気密可能な
表面活性化室、５０４は第１の工程、即ち表面に活性層
１０３を形成するのに必要な反応ガスを導入するための
ガス導入口、５０５は光源であるところの低圧水銀ラン
プ、５０７は該ランプ光を透過し、かつ真空気密可能な
光入射窓、５０８は光が外部にもれることを防ぐための
光遮蔽ボックス、５１２は該ランプ光を有効に被加工材
料１０１に照射するための反射鏡、５１０は表面活性化
室５０３内を真空排気可能で排気速度が制御可能な真空
排気装置、その他図１、図２において付した符号と同一
の符号を付したものは同一の物を示す。
【００４８】図６は、潜像部２０２の概略構造を示す断
面図であり、６０２は被加工材料保持台、６０３は真空
気密可能な潜像室、６０４は第２の工程即ち潜像層１０
５を形成するのに必要な反応ガスを導入するためのガス
導入口、６０５はエネルギービーム発生源である光源、
但しここではＫｒＦエキシマレーザーを用い、６１４は
所望のパターンを持つマスク６０９をエキシマレーザー
光で照明するための照明光学系、６０６はマスクの像を
被加工材料１０１表面に結像するための投影光学系、６
０７はエキシマレーザー光を透過しかつ真空気密可能な
光入射窓、ここでは材質として溶融石英を用い、６１０
は、潜像室６０３内を真空排気可能で排気速度が制御可
能な真空排気装置であり、その他図１、図２において付
した符号と同一の符号を付したものは同一の物を示す。
【００４９】図７は、エッチング部２０３の概略構造を
示す断面図であり、同図において７０２は被加工材料保
持台、７０３は真空気密可能なエッチング室、７０４は
第３、第４の工程で必要となる処理ガス、即ち除去用ガ
スとエッチングガスを導入するためのガス導入口、７１
５はプラズマ室、７１６はプラズマ室７１５からエッチ
ング部７０３へプラズマを出射させるためのプラズマ出
射口、７１７はマイクロ波発振機（マグネトロン、図示
せず）で発振したマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）を漏洩
せずに伝搬させるための導波管、７１８はマイクロ波を
透過し真空気密可能なマイクロ波透過窓、７１９ａはマ
イクロ波エネルギーによって発生させたプラズマ、７１
９ｂはプラズマ７１９ａの一部をプラズマ出射口７１６
を通して引き出し、被加工材料１０１に照射されるプラ
ズマ流、７２０はプラズマ室内に磁場を発生させるため
の電磁コイル、７２１は、電磁コイル７２０及びプラズ
マ室７１５を冷却するために用いられる冷却水を導入す
るための冷却水導入口、７２２は同冷却水出口、７１０
は、エッチング室７０３及びプラズマ室７１５を真空排
気可能で排気速度が制御可能な真空排気装置であり、そ
の他、図１、図２において付した符号と同一の符号を付
したものは同一の物を示す。
【００５０】次に上述した構成の微細加工装置を用い、
図１に示した工程の流れ図に従って行なう本発明の微細
加工方法について説明する。
【００５１】まず被加工材料１０１として基板１００そ
のもの、又は図１の（Ａ）に示したような基板１００、
例えば石英基板やＳｉ基板上に被処理層１０２を堆積さ
せた被加工材料１０１を、図３に示す大気解放したロー
ドロック部３０３内にゲートバルブ２００ｅを通して導
入し、被加工材料保持台３０２に載置し、ゲートバルブ
２００ｅを閉め、ロードロック部３０３内を真空排気装
置３１０によって１０ -6ｔｏｒｒ以下に真空排気する。
【００５２】また図４に示す搬送室４０３も真空排気装
置４１０によって常に排気し、１０ -6ｔｏｒｒ以下に圧
力を保つ。ゲートバルブ２００ｄを開け、搬送ロボット
４１１によってロードロック部３０３内にある被加工材
料保持台３０２上にある被加工材料１０１を受け取り、
搬送室４０３に入れゲートバルブ２００ｄを閉じる。
【００５３】次に第１の工程について、図５を参照しな
がら説明する。
【００５４】まず真空排気装置５１０によって表面活性
化室５０３の内部が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空
排気する。次にゲートバルブ２００ａを開け、被加工材
料１０１を搬送ロボット４１１によって表面活性化室５
０３内に入れ、被加工材料保持台５０２に載せ、ゲート
バルブ２００ａを閉じる。
【００５５】次に真空排気装置５１０によって表面活性
化室５０３の内部が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空
排気する。
【００５６】次にガス導入口５０４より、第１の反応ガ
ス（表面活性化ガス）を活性化室５０３内に導入し、内
部の圧力を０．１ｔｏｒｒ〜７６０ｔｏｒｒの範囲内の
所定の値になる様に真空排気装置５１０の排気速度を制
御する。
【００５７】更に低圧水銀ランプ５０５を点灯し、材料
１０１表面にＵＶ光１０４を照射する。ＵＶ光が照射さ
れた表面では、表面活性化ガス（第１の反応ガス）と光
化学反応を起こし、被処理層１０２の構成物質を含む化
合物に変化し、活性層１０３（図１の（Ｂ）参照）が形
成される。
【００５８】ここで光源５０５としては、低圧水銀ラン
プを用いたが、被加工材料表面で光化学反応を起こす波
長を含むものであれば、特に限定されず、キセノンラン
プ、高圧水銀灯等のランプ光源や、ＫｒＦエキシマレー
ザー、ＡｒＦエキシマレーザー、ＸｅＣｌエキシマレー
ザー、Ａｒレーザー等のレーザー光源も使用可能であ
る。
【００５９】また窓の材質としては、低圧水銀ランプ光
を吸収せず、透過させるため、溶融石英を使用したが、
この他、ＣａＦ2 ，ＭｇＦ2 ，ＬｉＦ2 ，サファイアガ
ラス等も使用可能であり、要するに、光源５０５で発光
する光を透過し、潜像室５０３の内外の圧力差に耐えら
れる物であれば、特に限定されるものではない。
【００６０】なお、光化学反応を促進するため、被加工
材料を加熱しつつ光照射を行なってもよく、加熱手段と
しては材料保持台に内蔵されたヒータや、赤外線ランプ
を用いることができる。またこれも所望の温度にできる
手段であれば、これらに限定されるものではない。
【００６１】所望の厚さに活性層１０３が形成された
後、ガスの供給を止め、表面活性化室５０３内の圧力が
１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気する。ゲートバ
ルブ２００ａを開け、搬送ロボット４１１によって被加
工材料１０１を取り出し、ゲートバルブ２００ａを閉
じ、搬送室４０３内に移す。
【００６２】次に第２の工程について、図６を参照しな
がら説明する。
【００６３】予め真空排気装置６１０によって潜像室６
０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気
する。ゲートバルブ２００ｂを開け、被加工材料１０１
を搬送ロボット４１１によって潜像室６０３に導入し、
被加工材料保持台６０２に載せ、ゲートバルブ２００ｂ
を閉じる。
【００６４】次に真空排気装置６１０によって潜像室６
０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気
する。
【００６５】次にガス導入口６０４より、第２の反応ガ
ス（潜像用ガス）を潜像室６０３内に導入し、内部の圧
力が０．１ｔｏｒｒ〜７６０ｔｏｒｒの範囲の所定の圧
力になる様に真空排気装置６１０の排気速度を制御す
る。
【００６６】次に、選択的エネルギー照射１０６とし
て、ＫｒＦエキシマレーザー６０５で発振させた波長２
４８ｎｍのレーザー光を、照射光学系６１４によって所
望のパターンを有するマスク６０９に均一に照射し、投
影光学系６０６によって被加工材料１０１にマスク６０
９のパターン像を、光入射窓６０７を通して結像させ
る。マスク像が結像した被処理層１０２上の活性層１０
３表面では、光が当たった部分のみで潜像用ガスと活性
層が光化学反応を起こし潜像層１０５が形成される（図
１の（Ｃ）参照）。
【００６７】所望の厚さに潜像層１０５が形成された
後、ガスの供給を止め、潜像室６０３内の圧力が１０-7
ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気する。ゲートバルブ２
００ｂを開け搬送ロボット４１１によって被加工材料１
０１を取り出し、ゲートバルブ２００ｂを閉じ搬送室４
０３内に移す。
【００６８】ここで光源６０５として、ＫｒＦエキシマ
レーザーを用いたが、被加工材料表面で光化学反応を起
こす波長を含むものであれば特に限定されず、キセノン
ランプ、高圧水銀灯等のランプ光源や、ＡｒＦエキシマ
レーザー、ＸｅＣｌエキシマレーザー、Ａｒレーザー等
の光源も使用可能である。
【００６９】なお光入射窓６０７の材質として、波長２
４８ｎｍのレーザー光を吸収せずに透過させるため溶融
石英を使用したが、この他、ＣａＦ2 ，ＭｇＦ2 ，Ｌｉ
Ｆ2，サファイアガラス等も使用可能で、要するに光源
６０５で発光する光を透過し、潜像室６０３の内外の圧
力差に耐えられる物であれば、特に限定されるものでは
ない。
【００７０】次に第３の工程について、図７を参照しな
がら説明する。
【００７１】予め真空排気装置７１０によってエッチン
グ室７０３とプラズマ室７１５内の圧力が１０-7ｔｏｒ
ｒ以下になるまで真空排気する。
【００７２】次にゲートバルブ２００ｃを開け被加工材
料１０１を搬送ロボット４１１によってエッチング室７
０３に導入し被加工材料保持台７０２に載せ、ゲートバ
ルブ２００ｃを閉じる。
【００７３】次に、真空排気装置７１０によってエッチ
ング室７０３とプラズマ室７１５内の圧力が１０-7ｔｏ
ｒｒ以下になるまで真空排気する。ガス導入口７０４よ
り除去用ガスをプラズマ室７１５内に導入し、内部の圧
力が２×１０-4ｔｏｒｒ〜１×１０-2ｔｏｒｒの範囲の
所定の圧力になる様に真空排気装置７１０の排気速度を
制御する。
【００７４】次に電磁コイル７２０及びプラズマ室７１
５を冷却するため、冷却水を冷却水導入口７２１より導
入し、同出口７２２より排水する。
【００７５】電磁コイル７２０に直流電流を流し、プラ
ズマ室７１５内に磁場を発生させる。マイクロ波発振機
（図示せず）で発振させた２．４５ＧＨｚのマイクロ波
を導波管７１７を用いて伝搬させ、マイクロ波透過窓７
１８からプラズマ室７１５に供給する。プラズマ室７１
５中では、マイクロ波の電場と磁場によって効率よく電
子が加速され、除去用ガスの中性分子を電離させプラズ
マ７１９ａが発生する。なお磁場の大きさを、電子サイ
クロトロン共鳴が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、効率よくプラズマが発生する。
【００７６】プラズマ室７１５で発生したプラズマ７１
９ａの一部は、プラズマ出射口７１６からエッチング室
７０３に入り、拡散磁場によって磁力線方向に加速さ
れ、プラズマ流７１９ｂとなって被加工材料１０１表面
に達する。被加工材料１０１表面では、プラズマ流７１
９ｂ中のイオン、ラジカルによって潜像層１０５以外の
活性層１０３が除去される（図１の（Ｄ）を参照、但し
本例では図１の１０７ａはプラズマ流７１９ｂを表
す）。
【００７７】なおここで第３の工程として被加工材料１
０１を装置外に出し、除去溶液を用いてウエット除去す
る工程も可能である。
【００７８】又ここで、上述例と逆に潜像層１０５を除
去し、それ以外の活性層１０３を残すこともできる。
【００７９】活性層１０３が完全に除去された後、ガス
の供給を止め、エッチング室７０３とプラズマ室７１５
内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気す
る。
【００８０】次に第４の工程について、図７を参照しな
がら説明する。
【００８１】まず、ガス導入口７０４よりエッチングガ
スをプラズマ室７１５内に導入し、内部の圧力が２×１
０-4ｔｏｒｒ〜１×１０-2ｔｏｒｒの範囲の所定の圧力
になる様に真空排気装置７１０の排気速度を制御する。
【００８２】この後、前記第３工程と同様にプラズマ７
１９ａを発生させ、プラズマ室７１５から引き出したプ
ラズマ流７１９ｂを被加工材料１０１に照射し、該プラ
ズマ流中にあるイオンとラジカルによって潜像層１０５
をマスクにして被処理層１０２をエッチングし、所望の
パターンを形成する（図１の（Ｅ）を参照、但し本例で
は図１の１０７ｂはプラズマ流７１９ｂを表す）。
【００８３】なお潜像層１０５も徐々にではあるがエッ
チングされ、被処理層１０２のエッチングが終了するこ
ろ同時になくなる様に潜像層１０５の厚さを選ぶ。又は
潜像層１０５をエッチングするガスを導入し、第４の工
程をもう一度行なうことによっても潜像層１０５を除去
できる。
【００８４】なお本エッチングではガス圧力が低圧であ
るため、イオンシース領域で、イオンは他の粒子と衝突
することなく被加工材料１０１表面に達するため、異方
性の良いエッチングができ、イオンエネルギーは高々十
数ｅＶであるため、損傷の少ないエッチングができる。
【００８５】なお第３の工程で活性層１０３を残した場
合、該層をマスクにして第４の工程を行ない微細加工す
ることも同様に行なうことができる。
【００８６】エッチング終了後、エッチングガスを止
め、エッチング室７０３とプラズマ室７１５内の圧力が
１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した後、ゲート
バルブ２００ｃを開け、搬送ロボット４１１によって被
加工材料１０１を取り出し、ロードロック室３０３に入
れ、ゲートバルブ２００ｃを閉じ、ガス導入口３０４よ
り窒素ガスをロードロック室３０３内に導入し大気解放
し、被加工材料１０１を取り出し所望の微細加工が完了
する。 （実施態様例２）前述の実施態様では第２工程で選択的
に光を照射する方法としてマスクを用いて行なったが、
マスクを用いずに、図８に示す光ビームを走査する装置
を用いて行なうこともできる。同図において８０２ａは
二次元的に移動可能なステージ８０２ｂ上に設置された
被加工材料保持台、８０２ｃはコンピュータ（図示せ
ず）で制御され、ステージ８０２ｂを二次元的に移動さ
せる駆動装置、８０６は投影光学系、８２３はシャッタ
ー、８２４はシャッター８２３を制御するためのシャッ
ター制御装置、８２５はレーザー光の可干渉性をなく
し、均一なレーザービーム光とするためのビーム整形器
であり、その他図１、図２、図６において付した符号と
同一の符号を付したものは同一の物を示す。
【００８７】この様な構成の潜像部２０２を用いた潜像
層１０５の形成法について以下に述べる。
【００８８】第１の工程までは好ましい実施態様の詳細
な説明で述べた工程と同様に行なう。
【００８９】予め図８に示す真空排気装置６１０によっ
て、潜像室６０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になる
まで真空排気する。ゲートバルブ２００ｂを開け、被加
工材料１０１を搬送ロボット４１１によって潜像室６０
３に導入し、被加工材料保持台８０２ａに載せ、ゲート
バルブ２００ｂを閉じる。
【００９０】真空排気装置６１０によって潜像室６０３
内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気す
る。
【００９１】次にガス導入口６０４より潜像用ガスを潜
像室６０３内に導入し、内部の圧力が０．１ｔｏｒｒ〜
７６０ｔｏｒｒの範囲の所定の圧力になる様に真空排気
装置６１０の排気速度を制御する。
【００９２】ＫｒＦエキシマレーザー６０５で発振させ
たレーザー光は、シャッター制御装置８２４によって開
閉を制御されたシャッター８２３に入り、通過する光量
を制限され、次にビーム整形器８２５によって可干渉性
をなくし空間的に均一化され、その後投影光学系８０６
によって被加工材料１０１表面に所望のスポットサイズ
で光透過窓６０７を通して照射される。
【００９３】光が照射されている時は、被加工材料１０
１表面では該表面と潜像用ガスとが光化学反応を起こし
潜像層１０５が形成される。一方シャッター８２３によ
ってレーザー光が遮断されている時は光化学反応は起こ
らず、潜像層１０５は形成されない。駆動装置８０２ｃ
によって被加工材料保持台８０２ａを設置したステージ
８０２ｂを二次元的に移動させることによって、被加工
材料１０１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８２３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
の潜像層１０５を形成することができる。
【００９４】なおこの例では被加工材料保持台を移動し
て照射位置を制御したが、走査光学系を用いてレーザー
ビームを走査することによっても同様の効果が得られ
る。この後の工程は、前述の好ましい実施態様例１の詳
細な説明と同様に行なう。 （実施態様例３）前述の２つの実施態様では、第２の工
程で被加工材料１０１に照射するエネルギービームとし
て光を用いたが、電子ビームによっても本工程は実施可
能である。図９に潜像部２０２として、電子ビームを用
いて処理を行なう装置の概略構造断面図を示す。同図に
おいて、９０２ａは二次元的に移動可能なステージ９０
２ｂ上に設置された被加工材料保持台、９０２ｃはコン
ピュータ（図示せず）で制御され、ステージ９０２ｂを
二次元的に移動させる駆動装置、９０３は潜像室、９０
４はガス導入口、９２６はガス噴射ノズル、９１０は、
潜像室９０３を真空排気可能で排気速度が制御可能な真
空排気装置、９２８は電子ビーム発生部であり、内部は
イオンポンプ（図示せず）によって常に１×１０-7ｔｏ
ｒｒ以下に真空排気されており、９２９は電子銃、９３
０は電子光学系、９３１は電子ビーム、９２８は電子ビ
ーム出射口であり、その他図１、図２において付した符
号と同一の符号を付したものは同一の物を示す。
【００９５】この様な構成の潜像部２０２を用いた潜像
層１０５の形成法について以下に述べる。
【００９６】第１の工程までは好ましい実施態様の詳細
な説明で述べた工程と同様に行なう。
【００９７】予め真空排気装置９１０によって潜像室９
０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気
する。ゲートバルブ２００ｂを開け、被加工材料１０１
を搬送ロボット４１１によって潜像室９０３に導入し、
被加工材料保持台９０２ａに載せ、ゲートバルブ２００
ｂを閉じる。真空排気装置９１０によって潜像室９０３
内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気す
る。
【００９８】ガス導入口９０４より潜像用ガスを導入
し、ガス噴射ノズル９２６から電子ビーム９３１が照射
される被加工材料１０１表面に向かって噴射し、潜像室
９０３内の圧力が１×１０-4ｔｏｒｒ〜５×１０-3ｔｏ
ｒｒの範囲の所定の圧力になる様に真空排気装置９１０
の排気速度を制御する。
【００９９】次に電子ビーム発生部９２７を動作させ、
即ち電子銃９２９で電子を発生させ、電子光学系９３０
で電子ビーム９３１を加速し収束させ、電子ビーム出射
口９２８より、潜像室９０３内の被加工材料１０１表面
に所望のスポットサイズで照射する。
【０１００】被加工材料１０１の電子ビーム９３１が照
射された表面では、電子ビーム９３１が活性層１０３に
入射し、失ったエネルギーによって潜像用ガスと活性層
１０３の化学反応が促進され潜像層１０５が形成され
る。
【０１０１】駆動装置９０２ｃによって、被加工材料保
持台９０２ａを設置したステージ９０２ｂを二次元的に
移動させることによって、被加工材料１０１全面に電子
ビーム９３１を照射することができ、更に電子光学系９
３０に内蔵された電子ビームビームシャッター（図示せ
ず）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潜像層１０
５を形成することができる。
【０１０２】なおこの例では被加工材料保持台９０２ａ
を移動して照射位置を制御したが、走査電子光学系を用
い、電子ビーム９３１を走査することによっても同様の
効果が得られる。
【０１０３】この後の工程は、前述の好ましい実施態様
例１の詳細な説明で述べた工程と同様に行なう。 （実施態様例４）前述の実施態様例３では、第２の工程
で被加工材料１０１に照射するエネルギービームとして
電子ビームを用いたが、イオンビームによっても本工程
は実施可能である。
【０１０４】図１０に潜像部２０２としてイオンビーム
を用いて工程を行なう装置の概略構造断面図を示す。同
図において、１００２ａは被加工材料保持台であり、二
次元的に移動可能なステージ１００２ｂ上に設置されて
いる。また、１００２ｃはコンピュータ（図示せず）で
制御され、ステージ１００２ｂを二次元的に移動させる
駆動装置、１００３は潜像室、１００４はガス導入口、
１０２６はガス噴射ノズル、１０１０は、潜像室１００
３を真空排気可能で排気速度が制御可能な真空排気装
置、１０２７はイオンビーム発生部で内部はイオンポン
プ（図示せず）によって常に１×１０-7ｔｏｒｒ真空排
気されており、１０２９はイオン源、１０３０はイオン
光学系、１０３１はイオンビーム、１０２８はイオンビ
ーム出射口であり、その他図１、図２において付した符
号と同一の符号を付したものは同一の物を示す。
【０１０５】この様な構成の潜像部２０２を用いた潜像
層１０５の形成法について以下に述べる。
【０１０６】第１の工程までは好ましい実施態様の詳細
な説明で述べた工程と同様に行なう。
【０１０７】まず、予め真空排気装置１０１０によっ
て、潜像室１００３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下にな
るまで真空排気する。ゲートバルブ２００ｂを開け、被
加工材料１０１を搬送ロボット４１１によって潜像室１
００３に導入し、被加工材料保持台１００２ａに載せ、
ゲートバルブ２００ｂを閉じる。
【０１０８】真空排気装置１０１０によって、潜像室１
００３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排
気する。ガス導入口１００４より潜像用ガスを導入し、
ガス噴射ノズル１０２６からイオンビーム１０３１が、
被加工材料１０１の照射される部分に向かって噴射し、
潜像室１００３内の圧力が１×１０-4ｔｏｒｒ〜５×１
０-3ｔｏｒｒの範囲の所定の圧力になる様に真空排気装
置１０１０の排気速度を制御する。
【０１０９】次にイオンビーム発生部１０２７を動作さ
せ、即ちイオン源１０２９でイオンを発生させ、イオン
光学系１０３０でイオンビーム１０３１を加速し収束さ
せ、イオンビーム出射口１０２８より、潜像室１００３
内の被加工材料１０１表面に所望のスポットサイズで照
射する。
【０１１０】イオンビーム１０３１が照射された表面で
は、イオンビーム１０３１が活性層１０３に入射し、失
ったエネルギーによって潜像用ガスと活性層１０３の化
学反応が促進され、潜像層１０５が形成される。駆動装
置１００２ｃによって被加工材料保持台１００２ａを設
置したステージ１００２ｂを二次元的に移動させること
によって、被加工材料１０１全面にイオンビーム１０３
１を照射することができ、更にイオン光学系１０３０に
内蔵されたイオンビームシャッター（図示せず）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潜像層１０５を形成する
ことができる。
【０１１１】なおこの例では被加工材料保持台１００２
ａを移動して照射位置を制御したが、走査イオン光学系
を用いイオンビーム１０３１を走査することによっても
同様の効果が得られる。この後の工程は好ましい実施態
様例１の詳細な説明で述べた工程と同様に行なう。 （実施態様例５）前述の実施態様では第３、第４の工程
でマイクロ波エネルギーによって発生させたプラズマを
用いて行なったが、微細加工性は劣るが、励起種（化学
的に活性な分子又は原子、即ちラジカル）を用い、損傷
がまったく発生しない方法によっても本工程を実施可能
である。
【０１１２】図１１に励起種を用いて第３、第４の工程
を行なうエッチング部２０３の概略構造断面図を示す。
同図において１１０２は被加工材料保持台、１１０３は
真空気密可能なエッチング室、１１０４はガス導入口、
１１１５はマイクロ波プラズマ励起装置、１１１７は導
波管、１１３２はマイクロ波プラズマ励起装置１１１５
で生成した励起種をエッチング室１１０３に輸送するた
めの輸送管であり、その他図１、図２、図７において付
した符号と同一の符号を付したものは同一の物を示す。
【０１１３】本エッチング部２０３を用いて第３、第４
の工程を行なう方法について説明する。
【０１１４】まず第３の工程について示す。好ましい実
施態様の詳細な説明で述べた第１及び第２の工程を行な
い、次に真空排気装置１１１０によってエッチング室１
１０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排
気する。ガス導入口１１０５より除去用ガスをマイクロ
波プラズマ励起装置１１１５内に導入し、エッチング室
１１０３内部の圧力が０．０１ｔｏｒｒ〜１ｔｏｒｒの
範囲の所定の圧力になる様に真空排気装置１１１０の排
気速度を制御する。
【０１１５】マイクロ波発振機（図示せず）で発振させ
た２．４５ＧＨｚのマイクロ波を導波管１１１７を用い
て伝搬させ、マイクロ波プラズマ励起装置１１１５に供
給し該励起装置内にプラズマを発生させ、荷電粒子以外
のガス成分、特にラジカルを輸送管１１３２を通してエ
ッチング室１１０３に導入し、被加工材料１０１表面に
拡散させ、該表面で前記ラジカルと反応せしめ、活性層
１０３を除去し、潜像層１０５のみを残す（図１の
（Ｄ）を参照、但し本例では図１に示す１０７ａがラジ
カルを表す）。
【０１１６】除去終了後、ガスの供給を止め、エッチン
グ室１１０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで
真空排気する。
【０１１７】次に第４の工程について説明する。ガス導
入口１１０４よりエッチングガスをマイクロ波プラズマ
励起装置１１１５内に導入し、エッチング室１１０３内
部の圧力が０．０１ｔｏｒｒ〜１ｔｏｒｒの範囲の所定
の圧力になる様に真空排気装置１１１０の排気速度を制
御する。
【０１１８】前記第３の工程と同様に、マイクロ波プラ
ズマ励起装置１１１５によってラジカルを発生させ、該
ラジカルをエッチング室１１０３内にある被加工材料１
０１表面に拡散せしめ、潜像層１０５をマスクにして被
処理層１０２を該ラジカルによって化学的にエッチング
して所望のパターンを得る。
【０１１９】但し、本エッチングは化学的なため、等方
的にエッチングが進み、微細加工性は劣るが損傷が発生
しない。そのため微細加工性は要求されないが低損傷を
要求される素子の製造工程に有効である。 （実施態様例６）次に、上記第１の工程で被加工材料表
面に、該材料と第１の反応ガスとの熱化学反応により生
成される活性層を形成した以外は実施態様例１と同様に
して微細加工を施す例について説明する。従って加工方
法の工程の流れは図１に示されるとおりであり、装置に
ついても実施態様例１で説明したものと同じ装置構成に
ついてはその説明を省略する。
【０１２０】本実施態様例では、第１の工程の変更にと
もなって、表面活性部２０１の構成が実施態様例１とは
異なっている。本実施態様例の表面活性部２０１を図１
５に示す。
【０１２１】図１５は表面活性部２０１の概略構造を示
す断面図であり、同図において１５０２は被加工材料１
０１を加熱するためのヒータ１５１２を内蔵した被加工
材料保持台、１５０３は真空気密可能な表面活性化室、
１５０４は第１の工程、即ち表面に活性層１０３を形成
するのに必要な反応ガスを導入するためのガス導入口、
１５１０は表面活性化室１５０３内を真空排気可能で排
気速度が制御可能な真空排気装置、１５１３はヒータ１
５１２に電力を供給するための電圧制御可能な交流電源
であり、その前記実施態様例において付した符号と同一
の符号を付したものは同一の物を示す。
【０１２２】本実施態様例ではまず真空排気装置１５１
０によって表面活性化室１５０３の内部が１０-7ｔｏｒ
ｒ以下になるまで真空排気する。次にゲートバルブ２０
０ａを開け、被加工材料１０１を搬送ロボット４１１に
よって表面活性化室１５０３内に入れ、予め、ヒータ１
５１２によって１００℃〜８００℃の範囲の所定の温度
に加熱した被加工材料保持台１５０２に載置し、ゲート
バルブ２００ａを閉じる。１５１３はヒータ１５１２に
電力を供給する交流電源であり、所定の温度範囲になる
ように、印加電圧を調整して供給する。
【０１２３】次に真空排気装置１５１０によって表面活
性化室１５０３の内部が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで
真空排気し、被加工材料１０１の温度が所定の温度にな
るまで待機する。
【０１２４】次にガス導入口１５０４より、第１の反応
ガス（表面活性化ガス）を活性化室１５０３内に導入、
内部の圧力を０．１ｔｏｒｒ〜７６０ｔｏｒｒの範囲内
の所定の値になる様に真空排気装置１５１０の排気速度
を制御する。この様な状況下、被加工材料１０１の表面
は活性化ガスと熱化学的に反応を起こし、被処理層１０
２の構成物質を含む化合物に変化し、活性層１０３（図
１の（Ｂ）参照）が形成される。
【０１２５】なおここで加熱手段としてヒータを用いた
例を示したがこの他赤外線ランプ等も使用可能であり、
被加工材料を加熱し所望の温度にできる手段であれば特
に限定されない。
【０１２６】所望の厚さに活性層１０３が形成された
後、ガスの供給を止め、表面活性化室１５０３内の圧力
が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気する。ゲート
バルブ２００ａを開け、搬送ロボット４１１によって被
加工材料１０１を取り出し、ゲートバルブ２００ａを閉
じ、搬送室４０３内に移す。
【０１２７】以下の工程は実施態様例１で説明したのと
同様に行なうことができる。また、実施態様例において
も、上記した実施態様例２〜５で説明した変形例をその
まま適用できることはいうまでもない。 （実施態様例７）上記実施態様例１及び６の第１の工程
において、被加工材料表面に、該材料と第１の反応ガス
とのプラズマ化学反応によって得られる活性層を形成し
た以外は、上記実施態様例１及び６と同様にして微細加
工を施す例について説明する。従って、実施態様例の加
工方法の工程の流れは図１に示されるとおりであり、装
置についても第１の工程を除いて同じ装置を使用するこ
とができるので装置の異なる部分のみを説明し、他は省
略する。
【０１２８】本実施態様例では、第１の工程の変更にと
もなって、表面活性部２０１の構成が上記実施態様例１
及び６と異なっている。本実施態様例の表面活性部２０
１の模式的断面図を図１６に示す。
【０１２９】図１６は表面活性部２０１の断面を示し、
同図において１６０２は試料保持台、１６０３は真空気
密可能な表面活性化室、１６０４は第１の工程即ち表面
に活性層１０３を形成するのに必要な反応ガスを導入す
るためのガス導入口、１６０５は電磁エネルギーである
高周波電力を発生させる高周波電源、１６０６は該高周
波電源１６０５と負荷側とのインピーダンス整合を取る
ためのマッチングボックス、１６０７は試料保持台１６
０２との間の空間に高周波電場を印加するための対向電
極、１６０８は対向電極を電気的に絶縁するための絶縁
体、１６０９は該高周波電場によって発生させた前記反
応ガスのプラズマ、１６１０は表面活性化室１６０３内
を真空排気可能で排気速度が制御可能な真空排気装置、
その他図１、図２において付した符号と同一の符号を付
したものは同一の物を示す。
【０１３０】次に本実施態様例における第１の工程につ
いて説明する。まず予め真空排気装置１６１０によって
表面活性化室１６０３の内部が１０-7ｔｏｒｒ以下にな
るまで真空排気する。ゲートバルブ２００ａを開け試料
１０１を搬送ロボット４１１によって表面活性化室１６
０３内に入れ、試料保持台１６０２に載置し、ゲートバ
ルブ２００ａを閉じる。真空排気装置１６１０によって
表面活性化室１６０３の内部が１０-7ｔｏｒｒ以下にな
るまで真空排気する。ガス導入口１６０４より表面活性
化ガスを表面活性化室１６０３内に導入内部の圧力を
０．０５ｔｏｒｒ〜２ｔｏｒｒの範囲内の所定の値にな
る様に真空排気装置１６１０の排気速度を制御する。更
に高周波電源１６０５によって発生させた５０〜１００
０Ｗ高周波電力をマッチングボックス１６０６でインビ
ーダンス整合を取りながら対向電極１６０７に供給しプ
ラズマ１６０９を発生させる。プラズマに曝された試料
１０１の表面ではプラズマ中に含まれる、エネルギーを
持った反応性イオン、中性ラジカルによって化学反応を
起こし、被処理層１０２の構成物質を含む化合物に変化
し活性層１０３（図１の（Ｂ）参照）が形成される。
【０１３１】ここで高周波電源１６０５として１３．５
６ＮＨｚの周波数のものを用いたが、プラズマを発生で
きるものであれば特に周波数に限定されず、直流や２．
４５ＧＨｚのマイクロ波も使用可能である。
【０１３２】尚、表面での反応を促進するため試料を加
熱しても良く、加熱手段として試料保持台に内蔵された
ヒータや赤外線ランプ用いる方法が使用可能で、又試料
を加熱し所望の温度にできる手段であれば特に限定され
ない。
【０１３３】所望の厚さに活性層１０３が形成された
後、ガスの供給を止め、表面活性化室１６０３内の圧力
が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気する。ゲート
バルブ２００ａを開けて搬送ロボット４１１によって試
料１０１を取り出しゲートバルブ２００ａを閉じ搬送室
４０３内に移す。
【０１３４】以下の工程は実施態様例１で説明したのと
同様に行なうことで微細加工を行なうことができる。
【０１３５】又、本実施例においても、上記した実施態
様例２〜５で説明される変形例をそのまま適用すること
が可能である。
【０１３６】なお上述した、各実施態様例において、第
１の反応ガス、即ち表面活性化ガスとしては、硫化水素
（Ｈ2 Ｓ）等を用いて硫化けい素化合物（ＳｉＳx ）等
の硫化物を形成して活性層としてもよく、またヨウ化水
素（ＨＩ）等を用いてヨウ化けい素化合物（ＳｉＩx ）
等のヨウ化物を形成して活性層としてもよい。
【０１３７】また、第２の反応ガス、即ち潜像用ガスと
しては、酸素や酸素と水素等のガスを用いることができ
る。 （実施態様例８）以下、本発明の別の実施態様例につい
て説明する。
【０１３８】図１７は本発明の微細加工方法を利用した
薄膜のパターン形成法を行なう工程の流れを示す図であ
る。同図（Ａ）は第１の工程を示し、同図において１０
１は基板、２１０１は基板１０１上に形成されたパター
ン構造を持つ潜像層、２１０２は選択的に前記潜像層２
１０１を形成させるためのパターン分布を持つエネルギ
ービームである。同図（Ｂ）は第２の工程を示し、同図
において２１０３は、潜像層以外の上に所望のパターン
に選択的にめっき法により成長させた薄膜パターンであ
る。
【０１３９】第１の工程を実施するための潜像形成装置
は、実施態様例１中で説明した図６に示される装置を適
用することができる。
【０１４０】図１８は、第２の工程である選択的に薄膜
を形成させるためのめっき装置の概略図である。同図に
おいて、２３０５は溶液槽、２３０６は電解めっき用陽
極、２３０７は電解めっき用陰極、２３０８は直流電
源、２３１４は溶液、２３１５は溶液の温度を測定する
熱電対等の温度測定素子、２３１６は溶液２３１４を加
熱するためのヒータ、２３１７は熱電対２３１５により
得られた温度の信号をもとにヒータ２３１６に印加する
電圧を制御し、溶液の温度を一定に保つための機構を有
する電源、である。
【０１４１】上述の装置を用いた本発明の薄膜パターン
形成法について以下に説明する。
【０１４２】まず第１の工程について説明する。ゲート
バルブ２００ｂを開け、試料である基板１０１を試料保
持台６０２に載せ、ゲートバルブ２００ｂを閉じ真空排
気装置６１０によって潜像室６０３内の圧力が１０-7ｔ
ｏｒｒ以下になるまで真空排気する。ガス導入口６０４
よりＯ2 等の潜像用ガスを潜像室６０３内に導入し内部
の圧力が０．１ｔｏｒｒ〜７６０ｔｏｒｒの範囲の所定
の圧力になる様に真空排気装置６１０の排気速度を制御
する。次にＫｒＦエキシマレーザー６０５で発振させた
波長２４８ｎｍのレーザー光を照明光学系６１４によっ
て所望のパターンを有するマスク６０９に均一に照射
し、投影光学系６０６によって試料１０１にマスク６０
９のパターン像を光入射窓６０７を通して結像させる。
マスク像が結像した基板表面では、光が当たった部分の
みで潜像用ガスと試料表面が光化学反応を起こし潜像層
２１０１が形成される（図１７の（Ａ）参照）。潜像ガ
スとして、Ｏ2 を用いれば、潜像層は酸化物となる。所
望の厚さ（２０〜１００Å）に潜像層２１０１が形成さ
れた後、ガスの供給を止め、潜像室６０３内の圧力が１
０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気する。ゲートルバ
ルブ２００ｂを開いて、基板１０１を取り出す。ここで
光源として、ＫｒＦエキシマレーザーを用いたが、試料
表面で光化学反応を起こす波長であれば特に限定され
ず、キセノンランプ、低圧水銀灯等のランプ光源や、Ａ
ｒＦエキシマレーザー、ＸｅＣｌエキシマレーザー、Ａ
ｒレーザー等の光源も使用可能である。なお窓の材質と
して波長２４８ｎｍのレーザー光を吸収せずに透過させ
るため溶融石英を使用したが、この他、ＣａＦ2 、Ｍｇ
Ｆ2 、ＬｉＦ2 、サファイアガラス等も使用可能で、要
するに光源で発光する光を透過し、潜像室の内外の圧力
差にたえられる物であれば特に限定されるものではな
い。
【０１４３】次に、第２の工程である電解めっきを行な
う。この工程では、第１の工程で形成した潜像層２１０
１以外の部分に所望の薄膜を析出させることができる。
電解めっきは、基板１０１が導体または半導体、潜像層
が絶縁体の場合に用いることができる。
【０１４４】電解めっきを行なう場合には、溶液槽２３
０５に、析出させたい物質を含む溶液２３１４を満た
し、基板１０１を陰極２３０７とし、Ｐｔを陽極２３０
６として、直流電源２３０８により、直流電流を通す。
陰極２３０７である基板１０１表面では、潜像層（酸化
物）２１０１が絶縁体、基板１０１が導体または半導体
である。このため、潜像層以外の部分のみに電子が供給
され潜像層以外の部分に金属等が析出し、薄膜パターン
が形成される。
【０１４５】尚、本実施態様例においては潜像形成の工
程から説明したが、上述の実施態様例同様活性層を先に
形成した後に本実施態様例の第１の工程を施して良いの
はもちろんである。
【０１４６】また、本実施態様例においても上記実施態
様例２〜５で説明される潜像形成装置及び方法を適用す
ることができる。
【０１４７】又、各実施態様例において、潜像形成工程
−エッチング工程（又は潜像形成工程−メッキ工程）を
複数回くり返しても良い。
【０１４８】このような工程のくり返しは、より深いエ
ッチングを行なったり、より複雑なエッチングやパター
ンニング、更には所望領域によって厚みや深さを異なら
しめたようなエッチングやパターンニングを行なうこと
を可能にする。
【０１４９】
【実施例】以下本発明を実施例に基づいて具体的に説明
する。もちろん本発明はこれらの実施例によってのみ限
定されるものではない。 （実施例１）第１の実施例として、図１に示した工程に
従い、図２〜図７に示した装置を用い、４インチＳｉ基
板表面に微細加工を行なった例を示す。
【０１５０】まず第１の工程を行なう。前述の好ましい
実施態様の詳細な説明で述べた手順に従い、被加工材料
であるＳｉ基板１０１を、図３に示すロードロック部３
０３に入れ、真空排気を行なう。次に搬送ロボット４１
１によって、図５に示す表面活性部２０１に移動し、被
加工材料保持台５０２に載置し、表面活性化室５０３の
内部の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気し
た。
【０１５１】次にガス導入口５０４より、第１の反応ガ
スとして硫化水素（Ｈ2 Ｓ）を流量１ｓ１ｍで表面活性
化室５０３内に導入し、真空排気装置５１０の排気速度
を制御して該内部の圧力を２０ｔｏｒｒにし、低圧水銀
ランプ５０５を点灯しＵＶ光を５分間照射し、Ｓｉ基板
１０１表面を光化学変化させ、活性層１０３を形成した
（図１の（Ｂ）参照）。
【０１５２】上述の処理を行なったもうひとつのＳｉ基
板を取り出し、該表面上に形成した活性層１０３表面を
ＥＳＣＡ法によって分析を行なったところ、Ｓｉ基板１
０１表面は、硫化けい素化合物ＳｉＳX に変化してお
り、その厚さはおよそ５０Åであった。
【０１５３】活性層１０３形成後、ガスの供給を止め、
活性化室５０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるま
で真空排気し、ゲートバルブ２００ａを開け、搬送ロボ
ット４１１によって被加工材料１０１を取り出し、ゲー
トバルブ２００ａを閉じ、搬送室４０３内に移した。
【０１５４】次に第２の工程を行なった。図６に示す潜
像室６０３内の圧力を、予め真空排気装置６１０によっ
て、１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した。次に
ゲートバルブ２００ｂを開け、活性層１０３を形成した
Ｓｉ基板１０１を搬送ロボット４１１によって潜像室６
０３に導入し、被加工材料保持台６０２に載せ、ゲート
バルブ２００ｂを閉じた。真空排気装置６１０によって
潜像室６０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで
真空排気した。
【０１５５】次にガス導入口６０４より、第２の反応ガ
スとして酸素を流量８００ｓｃｃｍで潜像室６０３内に
導入し、真空排気装置６１０の排気速度を制御し、該内
部の圧力を１０ｔｏｒｒに設定した。
【０１５６】次に、選択的に照射するエネルギーとし
て、ＫｒＦエキシマレーザー６０５で発振させた波長２
４８ｎｍのレーザー光を、照明光学系６１４によって、
所望のパターンを有するマスク６０９に均一に照射し、
投影光学系６０６によって被加工材料１０１にマスク６
０９のパターン像を結像させ、３分間照射（Ｓｉ基板１
０１表面で照射光強度５０ｍＷ／ｃｍ2 ）し潜像層１０
５を形成した（図１の（Ｃ）参照）。
【０１５７】同一の工程で潜像層１０５を形成した他の
Ｓｉ基板１０１を取り出し、潜像層１０５表面のレーザ
ー光照射部をＥＳＣＡ法によって分析を行なったところ
照射表面は酸化けい素化合物ＳｉＯx に変化しており、
その厚さはおよそ４０Åで、硫黄成分は検出されなかっ
た。一方、レーザー光が照射されなかった表面もＥＳＣ
Ａ法によって分析を行なったところ、硫化けい素化合物
のみが存在しており変化はなかった。
【０１５８】照射終了後、ガスの供給を止め、潜像室６
０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気
した。ゲートバルブ２００ｂを開け搬送ロボット４１１
によって被加工材料１０１を取り出し、ゲートバルブ２
００ｂを閉じ、搬送室４０３内に移した。
【０１５９】次に第３の工程を行なった。図７のエッチ
ング部２０３において、予め真空排気装置７１０によっ
てエッチング室７０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下に
なるまで真空排気した。ゲートバルブ２００ｃを開け、
Ｓｉ基板１０１を搬送ロボット４１１によってエッチン
グ室７０３に導入し、被加工材料保持台７０２に載せ、
ゲートバルブ２００ｃを閉じ、真空排気装置７１０によ
ってエッチング室７０３とプラズマ室７１５内の圧力が
１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した。次にガス
導入口７０４より、流量３０ｓｃｃｍのＮＦ3 、流量５
ｓｃｃｍのＯ 2 をプラズマ室７１５内に導入し、真空排
気装置７１０の排気速度を制御し、該内部の圧力を５×
１０-3ｔｏｒｒにした。
【０１６０】電磁コイル７２０及びプラズマ室７１５を
冷却するため、冷却水を冷却水導入口７２１より導入
し、同出口７２２より排水した。電磁コイル７２０に
は、直流電流を１５０Ａ流し、プラズマ室７１５内に磁
束密度８７５ｇａｕｓｓの磁場を発生させた。
【０１６１】２．４５ＧＨｚ、２００Ｗマイクロ波をプ
ラズマ室７１５に供給し、マイクロ波の電場と、磁場に
よってプラズマ７１９ａを発生させ、その一部はプラズ
マ出射口７１６から拡散磁場によって磁力線方向に加速
され、プラズマ流７１９ｂとなって被加工材料１０１表
面に達し、１分間Ｓｉ基板１０１表面をプラズマ処理
し、活性層１０３を除去した（図１の（Ｄ）参照）。
【０１６２】この処理によって、潜像層１０５以外の活
性層１０３では、揮発性のフッ化硫黄化合物（ＳＦX ）
とフッ化けい素化合物（ＳｉＦx ）を生成して硫化けい
素化合物で組成される活性層１０３のみが除去された。
【０１６３】この時、同時に僅かではあるが潜像層１０
５もエッチングされ、上述の処理を行なったもうひとつ
のＳｉ基板を取り出し、潜像層１０５の厚さをＥＳＣＡ
法によって分析評価したところ、３０Åに減少してい
た。活性層１０３を除去した後、ガスの供給を止め、エ
ッチング室７０３とプラズマ室７１５内の圧力が１０-7
ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した。
【０１６４】なおここで、第３の工程、即ち活性層１０
３の除去工程で、他の処理法としてＳｉ基板１０１を装
置外に取り出し（硝酸＋フッ化水素酸）溶液で１５秒処
理し活性層１０３を除去するという方法も可能であっ
た。
【０１６５】次に第４の工程を行なった。図７に示すガ
ス導入口７０４より流量３０ｓｃｃｍのＣｌ2 と流量２
ｓｃｃｍのＮＦ3 をプラズマ室７１５内に導入し、真空
排気装置７１０の排気速度を制御して、内部の圧力を６
×１０-4ｔｏｒｒにした。
【０１６６】次に２．４５ＧＨｚ、４００Ｗマイクロ波
と磁束密度８７５ｇａｕｓｓを前述第３の工程と同様に
プラズマ室７１５に供給し、マイクロ波の電場と、磁場
によってプラズマ７１９ａを発生させ、プラズマ流７１
９ｂを被加工材料１０１に照射し、プラズマによって、
潜像層１０５（ＳｉＯx ）をマスクにして、露呈してい
るＳｉ基板１０１を１分間エッチングした。
【０１６７】エッチング終了後、エッチングガスを止
め、エッチング室７０３とプラズマ室７１５内の圧力が
１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した後、ゲート
バルブ２００ｃを開け搬送ロボット４１１によってＳｉ
基板１０１を取り出し、ロードロック部３０３に入れ、
大気解放し、Ｓｉ基板１０１を取り出した。
【０１６８】エッチングした部分の段差を段差計によっ
て測定したところ、４５００Åエッチングされており、
又走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、側面
はエッチングされておらず、異方性の良い微細加工がで
きた（図１の（Ｅ）参照）。
【０１６９】尚第１工程から第３工程までに要した時間
は、１６分であった。 （比較例１）実施例１と従来の光エッチングとを比較す
るため、図６に示した潜像部２０２を用い、被加工材料
１０１として実施例と同一のＳｉ基板を光エッチングし
た。以下その方法について述べる。
【０１７０】まず、処理していないＳｉ基板１０１をロ
ードロック部２０４と搬送部２０５によって潜像室６０
３内にある被加工材料保持台６０２に載置し、潜像室６
０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気
した。
【０１７１】ガス導入口６０４より、塩素を流量２００
ｓｃｃｍで潜像室６０３内に導入し、真空排気装置６１
０の排気速度を制御し、該内部の圧力を０．４ｔｏｒｒ
に設定した。
【０１７２】次にＫｒＦエキシマレーザー６０５で発振
させ、波長２４８ｎｍのレーザー光を照明光学系６１４
によって、所望のパターンを有するマスク６０９に均一
に照射し、投影光学系６０６によって被加工材料１０１
にマスク６０９のパターン像を結像させ、２０分間照射
（Ｓｉ基板１０１表面で照射光強度５０ｍＷ／ｃｍ2）
し、Ｓｉ基板表面をエッチングした。
【０１７３】エッチング後、エッチング基板１０１をロ
ードロック部２０４と搬送部２０５を介して取り出し、
エッチングした部分の段差を段差計で測定したところ、
２０分間のエッチングで１５００Åのエッチング深さが
あった。従って実施例１と同一の深さ（４５００Å）を
エッチングするのには、１時間かかる計算になる。前述
の本発明の実施例１では、１６分で４５００Åのエッチ
ング深さを得ているため、本発明によって微細加工時間
が約１／４に短縮されたことになる。
【０１７４】更に加工表面をＳＥＭによって観察したと
ころ、光の乱反射によると思われる凹凸があり、実施例
１に比べ大変汚く、微細加工性が遥かに劣っていた。
【０１７５】又従来のレジストを用いた工程と比べても
大幅に微細加工時間（Ｓｉ基板の洗浄からレジストの剥
離までに要した時間）が短縮された。 （実施例２）第２の実施例として、図１に示した工程に
従い、図２〜図５に示した装置、潜像部２０２として図
８に示した装置、エッチング部２０３として図１１に示
した装置を用い、４インチ石英基板上にプラズマＣＶＤ
法によって堆積させたアモルファスシリコン膜（ａ−Ｓ
ｉ、厚さ５０００Å）の微細加工を行なった例について
述べる。
【０１７６】まず第１の工程を行なった。実施例１と同
様の手順で被加工材料であるａ−Ｓｉを堆積した石英基
板１０１を、図５に示す、被加工材料保持台５０２に載
置し、表面活性化室５０３の内部の圧力が１０-7ｔｏｒ
ｒ以下になるまで真空排気した。
【０１７７】次にガス導入口５０４より、第１の反応ガ
スとしてヨウ化水素（ＨＩ）を流量８００ｓｃｃｍで表
面活性化室５０３内に導入し、真空排気装置５１０の排
気速度を制御して該内部の圧力を３０ｔｏｒｒにし、低
圧水銀ランプ５０５を点灯し、ＵＶ光１０４を５分間照
射し、ａ−Ｓｉ膜１０２表面を光化学変化させ活性層１
０３を形成した（図１の（Ｂ）参照）。
【０１７８】上述の処理を行なったもうひとつのＳｉ基
板を取り出し、該表面上に形成した活性層１０３表面を
ＥＳＣＡ法によって分析を行なったところ、該表面はヨ
ウ化けい素化合物ＳｉＩx に変化しており、その厚さは
およそ７０Åであった。
【０１７９】活性層１０３形成後、実施例１と同様の手
順で処理を行なった後、第２の工程を行なった。
【０１８０】第２の工程として、実施例１と同様の手順
で、ａ−Ｓｉを堆積した石英基板１０１を、図８に示し
た潜像部２０２の装置の被加工材料保持台８０２ａに載
せ、真空排気装置６１０によって潜像室６０３内の圧力
が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した。
【０１８１】次にガス導入口６０４より、第２の反応ガ
スとして、酸素を流量２００ｓｃｃｍ、水素を流量６０
０ｓｃｃｍで潜像室６０３内に導入し、真空排気装置６
１０の排気速度を制御し、該内部の圧力を１０ｔｏｒｒ
に設定した。
【０１８２】次に、選択的に照射するエネルギーとし
て、ＫｒＦエキシマレーザー６０５で発振させたレーザ
ー光をシャッター８２３によって通過する光量を制限し
ながら投影光学系８０６によって被加工材料１０１表面
に直径１０μｍのスポットサイズ照射した。
【０１８３】また、駆動装置８０２ｃによって、被加工
材料保持台８０２ａを設置したステージ８０２ｂを、シ
ャッター８２３の開閉と運動して制御し、二次元的に移
動することによってマスクを用いず実施例１と同一のパ
ターンを持つ潜像層１０５を形成することができた（図
１の（Ｃ）参照）。
【０１８４】照射終了後、ガスの供給を止め、潜像室６
０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気
した。ゲートバルブ２００ｂを開け、搬送ロボット４１
１によって被加工材料１０１を取り出し、ゲートバルブ
２００ｂを閉じ搬送室４０３内に移した。
【０１８５】第１、第２の工程の処理時間は４分であっ
た。
【０１８６】次にエッチング部２０３として、図１１に
示した装置を用い、第３と第４の工程を連続して行なっ
た。第１、第２の工程を行なったａ−Ｓｉを堆積した石
英基板１０１を、圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下に真空排気
されたエッチング室１１０３に入れ、被加工材料保持台
１１０２に載置した。
【０１８７】ガス導入口１１０５よりＮＦ3 ５００ｓｃ
ｃｍとＯ2 １００ｓｃｃｍをマイクロ波プラズマ励起装
置１１１５内に導入し、エッチング室１１０３内部の圧
力を０．３ｔｏｒｒにし、マイクロ波（２．４５ＧＨ
ｚ、８００Ｗ）をマイクロ波プラズマ励起装置１１１５
に供給して該励起装置内にプラズマを発生させ、まず活
性層１０３を除去し、続いてａ−Ｓｉをエッチングし
た。
【０１８８】エッチング終了後、エッチングガスを止
め、エッチング室１１０３の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下
になるまで真空排気した後、ゲートバルブ２００ｃを開
け、搬送ロボット４１１によってａ−Ｓｉ基板を堆積し
た石英基板１０１を取り出し、ロードロック部３０３に
入れ、大気解放して取り出した。
【０１８９】エッチングした部分の段差を段差計によっ
て測定したところ、４０００Åエッチングされていた
（図１の（Ｅ）参照）。
【０１９０】なお第１工程から第４工程までに要した時
間は、１４分であった。 （比較例２）実施例２と従来の光エッチングとを比較す
るため、比較例１とまったく同様に図６に示した潜像部
２０２を用い、ａ−Ｓｉを堆積した石英基板１０１を光
エッチングした。エッチング時間はやはり２０分であっ
た。
【０１９１】同様にエッチングした部分の段差を段差計
で測定したところ、２０分間で２０００Åのエッチング
深さがあった。従って実施例２と同一の深さ（４０００
Å）をエッチングするのには４０分かかる計算になる。
本発明の実施例２では、前述したように４０００Åのエ
ッチングが１４分で実施されているため、本発明によっ
て微細加工時間が約１／３に短縮されたことがわかる。
【０１９２】更に加工表面に乱反射によると思われる凹
凸があり、実施例２に比べ大変汚かった。
【０１９３】又従来のレジストを用いた工程と比べても
大幅に微細加工時間（ａ−Ｓｉが堆積した石英基板の洗
浄からレジストの剥離までに要した時間）が短縮され
た。 （実施例３）第３の実施例として、図１に示した工程に
従い、図２〜図５に示した装置、潜像部２０２として図
９に示した装置を用い、エッチング部として図７に示し
た装置を用い、４インチＳｉ基板上にスパッタ法によっ
て成膜したＡｌ膜（厚さ５０００Å）に微細加工を行な
った例を示す。
【０１９４】まず第１の工程を行なった。実施例１と同
様の手順で被加工材料であるＡｌ膜を堆積した基板１０
１を、図５に示す、被加工材料保持台５０２に載置し、
表面活性化室５０３の内部の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下
になるまで真空排気した。
【０１９５】次にガス導入口５０４より、第１の反応ガ
スとして硫化水素（Ｈ2 Ｓ）を、流量８００ｓｃｃｍで
表面活性化室５０３内に導入し、真空排気装置５１０の
排気速度を制御して該内部の圧力を２０ｔｏｒｒにし、
低圧水銀ランプ５０５を点灯して、ＵＶ光１０４を５分
間照射し、Ａｌ膜１０２表面を光化学変化させ、活性層
１０３を形成した（図１の（Ｂ）参照）。
【０１９６】活性層１０３形成後、実施例１と同様の手
順で処理を行なった後、第２の工程を行なった。
【０１９７】第２の工程としては、実施例１と同様の手
順で、Ａｌ膜を堆積したＳｉ基板を図９に示した潜像部
２０２の装置の被加工材料保持台９０２ａに載せ、真空
排気装置９１０によって潜像室９０３内の圧力が１０-7
ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した。
【０１９８】次にガス導入口９０４より、第２の反応ガ
スとして流量１０ｓｃｃｍの酸素を導入し、ガス噴射ノ
ズル９２６よりＡｌ膜表面に吹きつけ、潜像室９０３内
の圧力を３×１０-3ｔｏｒｒのにした。
【０１９９】次に、選択的に照射するエネルギーとし
て、電子ビーム発生部９２７を動作させ、即ち電子銃９
２９で電子を発生させ、電子光学系９３０で電子ビーム
９３１を２ｋＶに加速し、Ａｌ膜１０２表面に直径０．
４μｍのスポットサイズ収束させ、駆動装置９０２ｃに
よって被加工材料保持台９０２ａを設置したステージ９
０２ｂを、電子ビームビームシャッター（図示せず）と
連動させ二次元的に移動させることによって、マスクを
用いずに０．４μｍのライン＆スペースの潜像層１０５
を形成した。
【０２００】照射終了後ガスの供給を止め、潜像室９０
３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気し
た。ゲートバルブ２００ｂを開け、搬送ロボット４１１
によってＳｉ基板１０１を取り出し、ゲートバルブ２０
０ｂを閉じ搬送室４０３内に移した。
【０２０１】次に第３の工程を行なった。予め、図７に
示す真空排気装置７１０によってエッチング室７０３内
の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した。
ゲートバルブ２００ｃを開け、被加工材料１０１を搬送
ロボット４１１によってエッチング室７０３に導入し、
被加工材料保持台７０２に載せ、ゲートバルブ２００ｃ
を閉じ、真空排気装置７１０によってエッチング室７０
３とプラズマ室７１５内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下に
なるまで真空排気した。
【０２０２】次にガス導入口７０４より、流量２０ｓｃ
ｃｍのＮＦ3 、流量２０ｓｃｃｍのＣｌ2 をプラズマ室
７１５内に導入し、真空排気装置７１０の排気速度を制
御し、該内部の圧力を５×１０-3ｔｏｒｒにした。実施
例１の第３の工程と同様に処理し、活性層１０３を除去
した（図１の（Ｄ）参照）。
【０２０３】活性層を除去した後、ガスの供給を止め、
エッチング室７０３とプラズマ室７１５内の圧力が１０
-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した。
【０２０４】次に第４の工程を行なった。図７に示すガ
ス導入口７０４より流量３０ｓｃｃｍのＣｌ2 を、プラ
ズマ室７１５内に導入し、真空排気装置７１０の排気速
度を制御して、内部の圧力を６×１０-4ｔｏｒｒにし
た。前述実施例１と同様にプラズマ７１９ａを発生さ
せ、プラズマ流７１９ｂをＡｌ膜１０２表面に照射し、
１分間エッチングを行なった。
【０２０５】エッチング終了後、エッチングガスを止
め、エッチング室７０３とプラズマ室７１５内の圧力が
１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した後、ゲート
バルブ２００ｃを開け、搬送ロボット４１１によってＳ
ｉ基板１０１を取り出し、ロードロック部３０３に入
れ、大気解放し、Ｓｉ基板１０１を取り出した。
【０２０６】エッチングした部分の段差を段差計によっ
て測定したところ、Ａｌ膜は完全にエッチングされてい
た。又走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、
０．４μｍのライン＆スペースが形成されており、又側
面はエッチングされておらず異方性の良い微細加工がで
きた（図１の（Ｅ）参照）。 （実施例４）第４の実施例として、実施例３と同一被加
工材料で、潜像部２０２として図１０に示した装置を用
い、それ以外は実施例３と同じ装置を用い、同じ工程で
微細加工を行なった例を示す。
【０２０７】まず第１の工程を実施例３と同様に行な
い、以下に示す第２の工程を行なった。
【０２０８】実施例１と同様の手順で、Ａｌ膜を堆積し
たＳｉ基板を図１０に示した潜像部の装置の被加工材料
保持台１００２ａに載せ、真空排気装置１０１０によっ
て潜像室１００３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になる
まで真空排気した。
【０２０９】次にガス導入口１００４より、第２の反応
ガスとして流量１０ｓｃｃｍの酸素を導入し、ガス噴射
ノズル１０２６よりＡｌ膜表面に吹きつけ、潜像室１０
０３内の圧力を３×１０-3ｔｏｒｒにした。
【０２１０】次に、選択的に照射するエネルギーとし
て、イオンビーム発生部１０２７を動作させ、即ちイオ
ン源１０２９よりＡｌ+ イオン発生させ、イオン光学系
１０３０でイオンビーム１０３１を２ｋＶに加速し、Ａ
ｌ膜１０２表面に直径０．３μｍのスポットサイズ収束
させ、駆動装置１００２ｃによって被加工材料保持台１
００２ａを設置したステージ１００２ｂをイオンビーム
ビームシャッター（図示せず）と連動させ二次元的に移
動させることによって、マスクを用いずに０．３μｍの
ライン＆スペースの潜像層１０５を形成した。
【０２１１】照射終了後ガスの供給を止め、潜像室１０
０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気
した。ゲートバルブ２００ｂを開け、搬送ロボット４１
１によってＳｉ基板１０１を取り出し、ゲートバルブ２
００ｂを閉じ搬送室４０３内に移した。
【０２１２】次に第３、第４の工程を実施例３と同様に
行ない、Ａｌ膜の微細加工を行なった。エッチングした
部分の段差を段差計によって測定するとＡｌ膜は完全に
エッチングされていた。又走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）
で観察したところ、０．３μｍのライン＆スペースが形
成されており、又側面はエッチングされておらず異方性
の良い微細加工ができた（図１の（Ｅ）参照）。 （実施例５）第５の実施例として、第３の工程で潜像層
１０５を除去しそれ以外の部分を残し、第４の工程でそ
の残した部分をマスクにしてエッチングする例を示す。
被加工材料は実施例１と同じＳｉ基板を用い、装置も実
施例１と同一の装置を用いて微細加工を行なった。
【０２１３】第１工程までは実施例１と同様に行ない、
Ｓｉ基板１０１表面に硫化けい素化合物でできた活性層
１０３を形成した。
【０２１４】次に第２の工程を以下の様に行なった。実
施例１と同様の手順で、活性層１０３を形成したＳｉ基
板被加工材料１０１を、図６に示す被加工材料保持台６
０２に載せ、潜像室６０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以
下になるまで真空排気し、ガス導入口６０４より、第２
の反応ガスとして水素を流量８００ｓｃｃｍで潜像室６
０３内に導入し、真空排気装置６１０の排気速度を制御
し該内部の圧力を１０ｔｏｒｒに設定した。
【０２１５】次に、選択的に照射するエネルギーの光源
６０５として、ＡｒＦエキシマレーザー６０５を発振さ
せ、波長１９３ｎｍのレーザー光を照明光学系６１４に
よって所望のパターンを有するマスク６０９に均一に照
射し、投影光学系６０６によって被加工材料１０１にマ
スク６０９のパターン像を結像させ、３分間照射（Ｓｉ
基板１０１表面で照射光強度３０ｍＷ／ｃｍ2 ）し潜像
層１０５を形成した。
【０２１６】照射終了後、ガスの供給を止め、潜像室６
０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気
した。ゲートバルブ２００ｂを開け、搬送ロボット４１
１によって被加工材料１０１を取り出し、ゲートバルブ
２００ｂを閉じ搬送室４０３内に移した。
【０２１７】次に第３と第４の工程を連続して行なっ
た。実施例１と同様の手順でＳｉ基板１０１を、図７に
示す被加工材料保持台７０２に載せ、エッチング室７０
３とプラズマ室７１５内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下に
なるまで真空排気し、ガス導入口７０４より流量３０ｓ
ｃｃｍのＣｌ2 と流量２ｓｃｃｍのＮＦ3 をプラズマ室
７１５内に導入し、真空排気装置７１０の排気速度を制
御して、内部の圧力が６×１０-4ｔｏｒｒにした。
【０２１８】次に２．４５ＧＨｚ、４００Ｗマイクロ波
と磁束密度８７５ｇａｕｓｓ磁場を、実施例１で前述し
た第３の工程と同様にプラズマ室７１５に供給し、マイ
クロ波の電場と、磁場によってプラズマ７１９ａを発生
させ、プラズマ流７１９ｂを被加工材料に照射し、１分
間エッチングした。
【０２１９】エッチング終了後、エッチングガスを止
め、エッチング室７０３とプラズマ室７１５内の圧力が
１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した後、ゲート
バルブ２００ｃを開け、搬送ロボット４１１によってＳ
ｉ基板１０１を取り出し、ロードロック部３０３に入
れ、大気解放し、Ｓｉ基板１０１を取り出した。
【０２２０】エッチングした部分の段差を段差計によっ
て測定したところ、実施例１と同様に４５００Åエッチ
ングされており、又走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察
したところ、実施例１と逆のパターンがエッチングされ
ており、又側面はエッチングされておらず、実施例１と
同様に異方性の良い微細加工を高速で行なうことができ
た。 （実施例６）第６の実施例として、図１に示した工程に
従い、図２〜図４、図６、図７、図１５に示した装置を
用い、４インチＳｉ基板表面に微細加工を行なった例を
示す。
【０２２１】まず第１の工程を行なう。前述の好ましい
実施態様の詳細な説明で述べた手順に従い、被加工材料
であるＳｉ基板１０１を、図３に示すロードロック部３
０３に入れ、真空排気を行なう。次に搬送ロボット４１
１によって、図１５に示す表面活性部２０１に移動し、
予め５００℃に加熱した被加工材料保持台１５０２に載
置し、表面活性化室１５０３の内部の圧力が１０-7ｔｏ
ｒｒ以下になるまで真空排気した。
【０２２２】次にガス導入口１５０４より、第１の反応
ガスとして硫化水素（Ｈ2 Ｓ）を流量１ｓ１ｍで表面活
性化室１５０３内に導入し、真空排気装置１５１０の排
気速度を制御して該内部の圧力を２ｔｏｒｒにし、４分
間硫化水素を流し、Ｓｉ基板１０１表面を熱的に化学変
化させ活性層１０３を形成した（図１の（Ｂ）参照）。
【０２２３】上述の処理を行なったもうひとつのＳｉ基
板を取り出し、該表面上に形成した活性層１０３表面を
ＥＳＣＡ法によって分析を行なったところ、Ｓｉ基板１
０１表面は、硫化けい素化合物ＳｉＳX に変化してお
り、その厚さはおよそ５０Åであった。
【０２２４】活性層１０３形成後、ガスの供給を止め、
活性化室１５０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になる
まで真空排気し、ゲートバルブ２００ａを開け、搬送ロ
ボット４１１によって被加工材料１０１を取り出し、ゲ
ートバルブ２００ａを閉じ、搬送室４０３内に移した。
【０２２５】次に第２の工程を行なった。図６に示す潜
像室６０３内の圧力を、予め真空排気装置６１０によっ
て、１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した。次に
ゲートバルブ２００ｂを開け、活性層１０３を形成した
Ｓｉ基板１０１を搬送ロボット４１１によって潜像室６
０３に導入し、被加工材料保持台６０２に載せ、ゲート
バルブ２００ｂを閉じた。真空排気装置６１０によって
潜像室６０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで
真空排気した。
【０２２６】次にガス導入口６０４より、第２の反応ガ
スとして酸素を流量８００ｓｃｃｍで潜像室６０３内に
導入し、真空排気装置６１０の排気速度を制御し、該内
部の圧力を１０ｔｏｒｒに設定した。
【０２２７】次に、選択的に照射するエネルギーとし
て、ＫｒＦエキシマレーザー６０５で発振させた波長２
４８ｎｍのレーザー光を、照明光学系６１４によって、
所望のパターンを有するマスク６０９に均一に照射し、
投影光学系６０６によって被加工材料１０１にマスク６
０９のパターン像を結像させ、３分間照射（Ｓｉ基板１
０１表面で照射光強度５０ｍＷ／ｃｍ2 ）し潜像層１０
５を形成した（図１の（Ｃ）参照）。
【０２２８】同一の工程で潜像層１０５を形成した他の
Ｓｉ基板１０１を取り出し、潜像層１０５表面のレーザ
ー光照射部をＥＳＣＡ法によって分析を行なったところ
照射表面は酸化けい素化合物ＳｉＯX に変化しており、
その厚さはおよそ４０Åで、硫黄成分は検出されなかっ
た。一方、レーザー光が照射されなかった表面もＥＳＣ
Ａ法によって分析を行なったところ、硫化けい素化合物
のみが存在しており変化はなかった。
【０２２９】照射終了後、ガスの供給を止め、潜像室６
０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気
した。ゲートバルブ２００ｂを開け搬送ロボット４１１
によって被加工材料１０１を取り出し、ゲートバルブ２
００ｂを閉じ、搬送室４０３内に移した。
【０２３０】次に第３の工程を行なった。図７のエッチ
ング部２０３において、予め真空排気装置７１０によっ
てエッチング室７０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下に
なるまで真空排気した。ゲートバルブ２００ｃを開け、
Ｓｉ基板１０１を搬送ロボット４１１によってエッチン
グ室７０３に導入し、被加工材料保持台７０２に載せ、
ゲートバルブ２００ｃを閉じ、真空排気装置７１０によ
ってエッチング室７０３とプラズマ室７１５内の圧力が
１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した。次にガス
導入口７０４より、流量３０ｓｃｃｍのＮＦ3 、流量５
ｓｃｃｍのＯ 2 をプラズマ室７１５内に導入し、真空排
気装置７１０の排気速度を制御し、該内部の圧力を５×
１０-3ｔｏｒｒにした。
【０２３１】電磁コイル７２０及びプラズマ室７１５を
冷却するため、冷却水を冷却水導入口７２１より導入
し、同出口７２２より排水した。電磁コイル７２０に
は、直流電流を１５０Ａ流し、プラズマ室７１５内に磁
束密度８７５ｇａｕｓｓの磁場を発生させた。
【０２３２】２．４５ＧＨｚ、２００Ｗマイクロ波をプ
ラズマ室７１５に供給し、マイクロ波の電場と、磁場に
よってプラズマ７１９ａを発生させ、その一部はプラズ
マ出射口７１６から拡散磁場によって磁力線方向に加速
され、プラズマ流７１９ｂとなって被加工材料１０１表
面に達し、１分間Ｓｉ基板１０１表面をプラズマ処理
し、活性層１０３を除去した（図１の（Ｄ）参照）。
【０２３３】この処理によって、潜像層１０５以外の活
性層１０３では、揮発性のフッ化硫黄化合物（ＳＦX ）
とフッ化けい素化合物（ＳｉＦX ）を生成して硫化けい
素化合物で組成される活性層１０３のみが除去された。
【０２３４】この時、同時に僅かではあるが潜像層１０
５もエッチングされ、上述の処理を行なったもうひとつ
のＳｉ基板を取り出し、潜像層１０５の厚さをＥＳＣＡ
法によって分析評価したところ、３０Åに減少してい
た。活性層１０３を除去した後、ガスの供給を止め、エ
ッチング室７０３とプラズマ室７１５内の圧力が１０-7
ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した。
【０２３５】なおここで、第３の工程、即ち活性層１０
３の除去工程で、他の処理法としてＳｉ基板１０１を装
置外に取り出し（硝酸＋フッ化水素酸）溶液で１５秒処
理し活性層１０３を除去するという方法も可能であっ
た。
【０２３６】次に第４の工程を行なった。図７に示すガ
ス導入口７０４より流量３０ｓｃｃｍのＣｌ2 と流量２
ｓｃｃｍのＮＦ3 をプラズマ室７１５内に導入し、真空
排気装置７１０の排気速度を制御して、内部の圧力を６
×１０-4ｔｏｒｒにした。
【０２３７】次に２．４５ＧＨｚ、４００Ｗマイクロ波
と磁束密度８７５ｇａｕｓｓを前述第３の工程と同様に
プラズマ室７１５に供給し、マイクロ波の電場と、磁場
によってプラズマ７１９ａを発生させ、プラズマ流７１
９ｂを被加工材料１０１に照射し、プラズマによって、
潜像層１０５（ＳｉＯX ）をマスクにして、露呈してい
るＳｉ基板１０１を１分間エッチングした。
【０２３８】エッチング終了後、エッチングガスを止
め、エッチング室７０３とプラズマ室７１５内の圧力が
１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した後、ゲート
バルブ２００ｃを開け搬送ロボット４１１によってＳｉ
基板１０１を取り出し、ロードロック部３０３に入れ、
大気解放し、Ｓｉ基板１０１を取り出した。
【０２３９】エッチングした部分の段差を段差計によっ
て測定したところ、４５００Åエッチングされており、
又走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、側面
はエッチングされておらず、異方性の良い微細加工がで
きた（図１の（Ｅ）参照）。尚第１工程から第３工程ま
でに要した時間は、１５分であった。 （比較例３）実施例６と従来の光エッチングとを比較す
るため、図６に示した潜像部２０２を用い、被加工材料
１０１として実施例と同一のＳｉ基板を光エッチングし
た。以下その方法について述べる。
【０２４０】まず、処理していないＳｉ基板１０１をロ
ードロック部２０４と搬送部２０５によって潜像室６０
３内にある被加工材料保持台６０２に載置し、潜像室６
０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気
した。
【０２４１】ガス導入口６０４より、塩素を流量２００
ｓｃｃｍで潜像室６０３内に導入し、真空排気装置６１
０の排気速度を制御し、該内部の圧力を０．４ｔｏｒｒ
に設定した。
【０２４２】次にＫｒＦエキシマレーザー６０５で発振
させ、波長２４８ｎｍのレーザー光を照明光学系６１４
によって、所望のパターンを有するマスク６０９に均一
に照射し、投影光学系６０６によって被加工材料１０１
にマスク６０９のパターン像を結像させ、２０分間照射
（Ｓｉ基板１０１表面で照射光強度５０ｍＷ／ｃｍ2）
し、Ｓｉ基板表面をエッチングした。
【０２４３】エッチング後、エッチング基板１０１をロ
ードロック部２０４と搬送部２０５を介して取り出し、
エッチングした部分の段差を段差計で測定したところ、
２０分間のエッチングで１５００Åのエッチング深さが
あった。従って実施例１と同一の深さ（４５００Å）を
エッチングするのには、１時間かかる計算になる。前述
の本発明の実施例１では、１５分で４５００Åのエッチ
ング深さを得ているため、本発明によって微細加工時間
が約１／４に短縮されたことになる。
【０２４４】更に加工表面をＳＥＭによって観察したと
ころ、光の乱反射によると思われる凹凸があり、実施例
１に比べ大変汚く、微細加工性が遥かに劣っていた。
【０２４５】又従来のレジストを用いた工程と比べても
大幅に微細加工時間（Ｓｉ基板の洗浄からレジストの剥
離までに要した時間）が短縮された。 （実施例７）第７の実施例として、図１に示した工程に
従い、図２〜図４，図１５に示した装置、潜像部２０２
として図８に示した装置、エッチング部２０３として図
１１に示した装置を用い、４インチ石英基板上にプラズ
マＣＶＤ法によって堆積させたアモルファスシリコン膜
（ａ−Ｓｉ、厚さ５０００Å）の微細加工を行なった例
について述べる。
【０２４６】まず第１の工程を行なった。実施例６と同
様の手順で被加工材料であるａ−Ｓｉを堆積した石英基
板１０１を、図５に示す、予め２００℃に加熱した被加
工材料保持台５０２に載置し、表面活性化室５０３の内
部の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気し
た。
【０２４７】次にガス導入口５０４より、第１の反応ガ
スとしてヨウ化水素（ＨＩ）を流量８００ｓｃｃｍで表
面活性化室５０３内に導入し、真空排気装置５１０の排
気速度を制御して該内部の圧力を５ｔｏｒｒにし、４分
間、ヨウ化水素を流し、ａ−Ｓｉ膜１０２表面を熱的に
化学変化させ活性層１０３を形成した（図１の（Ｂ）参
照）。
【０２４８】上述の処理を行なったもうひとつのＳｉ基
板を取り出し、該表面上に形成した活性層１０３表面を
ＥＳＣＡ法によって分析を行なったところ、該表面はヨ
ウ化けい素化合物ＳｉＩX に変化しており、その厚さは
およそ７０Åであった。
【０２４９】活性層１０３形成後、実施例６と同様の手
順で処理を行なった後、第２の工程を行なった。
【０２５０】第２の工程として、実施例１と同様の手順
で、ａ−Ｓｉを堆積した石英基板１０１を、図８に示し
た潜像部２０２の装置の被加工材料保持台８０２ａに載
せ、真空排気装置６１０によって潜像室６０３内の圧力
が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した。
【０２５１】次にガス導入口６０４より、第２の反応ガ
スとして、酸素を流量２００ｓｃｃｍ、水素を流量６０
０ｓｃｃｍで潜像室６０３内に導入し、真空排気装置６
１０の排気速度を制御し、該内部の圧力を１０ｔｏｒｒ
に設定した。
【０２５２】次に、選択的に照射するエネルギーとし
て、ＫｒＦエキシマレーザー６０５で発振させたレーザ
ー光をシャッター８２３によって通過する流量を制限し
ながら投影光学系８０６によって被加工材料１０１表面
に直径１０μｍのスポットサイズ照射した。
【０２５３】また、駆動装置８０２ｃによって、被加工
材料保持台８０２ａを設置したステージ８０２ｂを、シ
ャッター８２３の開閉と連動して制御し、二次元的に移
動することによってマスクを用いず実施例１と同一のパ
ターンを持つ潜像層１０５を形成することができた（図
１の（Ｃ）参照）。
【０２５４】照射終了後、ガスの供給を止め、潜像室６
０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気
した。ゲートバルブ２００ｂを開け、搬送ロボット４１
１によって被加工材料１０１を取り出し、ゲートバルブ
２００ｂを閉じ搬送室４０３内に移した。
【０２５５】第１、第２の工程の処理時間は４分であっ
た。
【０２５６】次にエッチング部２０３として、図１１に
示した装置を用い、第３と第４の工程を連続して行なっ
た。第１、第２の工程を行なったａ−Ｓｉを堆積した石
英基板１０１を、圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下に真空排気
されたエッチング室１１０３に入れ、被加工材料保持台
１１０２に載置した。
【０２５７】ガス導入口１１０５よりＮＦ3 ５００ｓｃ
ｃｍとＯ2 １００ｓｃｃｍをマイクロ波プラズマ励起装
置１１１５内に導入し、エッチング室１１０３内部の圧
力が０．３ｔｏｒｒにし、マイクロ波（２．４５ＧＨ
ｚ、８００Ｗ）をマイクロ波プラズマ励起装置１１１５
に供給して該励起装置内にプラズマを発生させ、まず活
性層１０３を除去し、続いてａ−Ｓｉをエッチングし
た。
【０２５８】エッチング終了後、エッチングガスを止
め、エッチング室１１０３の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下
になるまで真空排気した後、ゲートバルブ２００ｃを開
け、搬送ロボット４１１によってａ−Ｓｉ基板を堆積し
た石英基板１０１を取り出し、ロードロック部３０３に
入れ、大気解放して取り出した。
【０２５９】エッチングした部分の段差を段差計によっ
て測定したところ、４０００Åエッチングされていた
（図１の（Ｅ）参照）。
【０２６０】なお第１工程から第４工程までに要した時
間は、１３分であった。 （比較例４）実施例７と従来の光エッチングとを比較す
るため、比較例３とまったく同様に図６に示した潜像部
２０２を用い、ａ−Ｓｉを堆積した石英基板１０１を光
エッチングした。エッチング時間はやはり２０分であっ
た。
【０２６１】同様にエッチングした部分の段差を段差計
で測定したところ、２０分間で２０００Åのエッチング
深さがあった。従って実施例２と同一の深さ（４０００
Å）をエッチングするのには４０分かかる計算になる。
本発明の実施例２では、前述したように４０００Åのエ
ッチングが１３分で実施されているため、本発明によっ
て微細加工時間が約１／３に短縮されたことがわかる。
【０２６２】更に加工表面に乱反射によると思われる凹
凸があり、実施例２に比べ大変汚かった。
【０２６３】又従来のレジストを用いた工程と比べても
大幅に微細加工時間（ａ−Ｓｉ堆積した石英基板の洗浄
からレジストの剥離までに要した時間）が短縮された。 （実施例８）第８の実施例として、図１に示した工程に
従い、図２〜図４，図１５に示した装置、潜像部２０２
として図９に示した装置を用い、エッチング部として図
７に示した装置を用い、４インチＳｉ基板上にスパッタ
ー法によって成膜させたＡｌ膜（厚さ５０００Å）に微
細加工を行なった例を示す。
【０２６４】まず第１の工程を行なった。実施例１と同
様の手順で被加工材料であるＡｌ膜を堆積した基板１０
１を、図１５に示す、予め４００℃に加熱した被加工材
料保持台１５０２に載置し、表面活性化室１５０３の内
部の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気し
た。
【０２６５】次にガス導入口１５０４より、第１の反応
ガスとして硫化水素（Ｈ2 Ｓ）を、流量８００ｓｃｃｍ
で表面活性化室１５０３内に導入し、真空排気装置５１
０の排気速度を制御して該内部の圧力を１５ｔｏｒｒに
し、４分間硫化水素を流し、Ａｌ膜１０２表面を熱的に
化学変化させ活性層１０３を形成した（図１の（Ｂ）参
照）。
【０２６６】活性層１０３形成後、実施例１と同様の手
順で処理を行なった後、第２の工程を行なった。
【０２６７】第２の工程としては、実施例６と同様の手
順で、Ａｌ膜を堆積したＳｉ基板を図９に示した潜像部
２０２の装置の被加工材料保持台９０２ａに載せ、真空
排気装置９１０によって潜像室９０３内の圧力が１０-7
ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した。
【０２６８】次にガス導入口９０４より、第２の反応ガ
スとして流量１０ｓｃｃｍの酸素を導入し、ガス噴射ノ
ズル９２６よりＡｌ膜表面に吹きつけ、潜像室９０３内
の圧力を３×１０-3ｔｏｒｒのにした。
【０２６９】次に、選択的に照射するエネルギーとし
て、電子ビーム発生部９２７を動作させ、即ち電子銃９
２９で電子を発生させ、電子光学系９３０で電子ビーム
９３１を２ｋＶに加速し、Ａｌ膜１０２表面に直径０．
４μｍのスポットサイズ収束させ、駆動装置９０２ｃに
よって被加工材料保持台９０２ａを設置したステージ９
０２ｂを、電子ビームビームシャッター（図示せず）と
連動させ二次元的に移動させることによって、マスクを
用いずに０．４μｍのライン＆スペースの潜像層１０５
を形成した。
【０２７０】照射終了後ガスの供給を止め、潜像室９０
３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気し
た。ゲートバルブ２００ｂを開け、搬送ロボット４１１
によってＳｉ基板１０１を取り出し、ゲートバルブ２０
０ｂを閉じ搬送室４０３内に移した。
【０２７１】次に第３の工程を行なった。予め、図７に
示す真空排気装置７１０によってエッチング室７０３内
の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した。
ゲートバルブ２００ｃを開け、被加工材料１０１を搬送
ロボット４１１によってエッチング室７０３に導入し、
被加工材料保持台７０２に載せ、ゲートバルブ２００ｃ
を閉じ、真空排気装置７１０によってエッチング室７０
３とプラズマ室７１５内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下に
なるまで真空排気した。
【０２７２】次にガス導入口７０４より、流量２０ｓｃ
ｃｍのＮＦ3 、流量２０ｓｃｃｍのＣｌ2 をプラズマ室
７１５内に導入し、真空排気装置７１０の排気速度を制
御し、該内部の圧力を５×１０-3ｔｏｒｒにした。実施
例６の第３の工程と同様に処理し、活性層１０３を除去
した（図１の（Ｄ）参照）。
【０２７３】活性層を除去した後、ガスの供給を止め、
エッチング室７０３とプラズマ室７１５内の圧力が１０
-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した。
【０２７４】次に第４の工程を行なった。図７に示すガ
ス導入口７０４より流量３０ｓｃｃｍのＣｌ2 を、プラ
ズマ室７１５内に導入し、真空排気装置７１０の排気速
度を制御して、内部の圧力を６×１０-4ｔｏｒｒにし
た。前述実施例１と同様にプラズマ７１９ａを発生さ
せ、プラズマ流７１９ｂをＡｌ膜１０２表面に照射し、
１分間エッチングを行なった。
【０２７５】エッチング終了後、エッチングガスを止
め、エッチング室７０３とプラズマ室７１５内の圧力が
１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した後、ゲート
バルブ２００ｃを開け、搬送ロボット４１１によってＳ
ｉ基板１０１を取り出し、ロードロック室３０３に入
れ、大気解放し、Ｓｉ基板１０１を取り出した。
【０２７６】エッチングした部分の段差を段差計によっ
て測定したところ、Ａｌ膜は完全にエッチングされてい
た。又走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、
０．４μｍのライン＆スペースが形成されており、又側
面はエッチングされておらず異方性の良い微細加工がで
きた（図１の（Ｅ）参照）。 （実施例９）第９の実施例として、実施例８と同一被加
工材料で、潜像部２０２として図１０に示した装置を用
い、それ以外は実施例８と同じ装置を用い、同じ工程で
微細加工を行なった例を示す。
【０２７７】まず第１の工程を実施例８と同様に行な
い、以下に示す第２の工程を行なった。
【０２７８】実施例６と同様の手順で、Ａｌ膜を堆積し
たＳｉ基板を図１０に示した潜像部の装置の被加工材料
保持台１００２ａに載せ、真空排気装置１０１０によっ
て潜像室１００３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になる
まで真空排気した。
【０２７９】次にガス導入口１００４より、第２の反応
ガスとして流量１０ｓｃｃｍの酸素を導入し、ガス噴射
ノズル１０２６よりＡｌ膜表面に吹きつけ、潜像室１０
０３内の圧力を３×１０-3ｔｏｒｒにした。
【０２８０】次に、選択的に照射するエネルギーとし
て、イオンビーム発生部１０２７を動作させ、即ちイオ
ン源１０２９よりＡｌ+ イオン発生させ、イオン光学系
１０３０でイオンビーム１０３１を２ｋＶに加速し、Ａ
ｌ膜１０２表面に直径０．３μｍのスポットサイズ収束
させ、駆動装置１００２ｃによって被加工材料保持台１
００２ａを設置したステージ１００２ｂをイオンビーム
ビームシャッター（図示せず）と連動させ二次元的に移
動させることによって、マスクを用いずに０．３μｍの
ライン＆スペースの潜像層１０５を形成した。
【０２８１】照射終了後ガスの供給を止め、潜像室１０
０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気
した。ゲートバルブ２００ｂを開け、搬送ロボット４１
１によってＳｉ基板１０１を取り出し、ゲートバルブ２
００ｂを閉じ搬送室４０３内に移した。
【０２８２】次に第３、第４の工程を実施例８と同様に
行ない、Ａｌ膜の微細加工を行なった。エッチングした
部分の段差を段差計によって測定するとＡｌ膜は完全に
エッチングされていた。又走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）
で観察したところ、０．３μｍのライン＆スペースが形
成されており、又側面はエッチングされておらず異方性
の良い微細加工ができた（図１の（Ｅ）参照）。 （実施例１０）第１０の実施例として、第３の工程で潜
像層１０５を除去しそれ以外の部分を残し、第４の工程
でその残した部分をマスクにしてエッチングする例を示
す。被加工材料は実施例６と同じＳｉ基板を用い、装置
も実施例６と同一の装置を用いて微細加工を行なった。
【０２８３】第１工程までは実施例６と同様に行ない、
Ｓｉ基板１０１表面に硫化けい素化合物でできた活性層
１０３を形成した。
【０２８４】次に第２の工程を以下の様に行なった。実
施例６と同様の手順で、活性層１０３を形成したＳｉ基
板被加工材料１０１を、図６に示す被加工材料保持台６
０２に載せ、潜像室６０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以
下になるまで真空排気し、ガス導入口６０４より、第２
の反応ガスとして水素を流量８００ｓｃｃｍで潜像室６
０３内に導入し、真空排気装置６１０の排気速度を制御
し該内部の圧力を１０ｔｏｒｒに設定した。
【０２８５】次に、選択的に照射するエネルギーの光源
６０５として、ＡｒＦエキシマレーザー６０５を発振さ
せ、波長１９３ｎｍのレーザー光を照明光学系６１４に
よって所望のパターンを有するマスク６０９に均一に照
射し、投影光学系６０６によって被加工材料１０１にマ
スク６０９のパターン像を結像させ、３分間照射（Ｓｉ
基板１０１表面で照射光強度３０ｍＷ／ｃｍ2 ）し潜像
層１０５を形成した。
【０２８６】照射終了後、ガスの供給を止め、潜像室６
０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気
した。ゲートバルブ２００ｂを開け、搬送ロボット４１
１によって被加工材料１０１を取り出し、ゲートバルブ
２００ｂを閉じ搬送室４０３内に移した。
【０２８７】次に第３と第４の工程を連続して行なっ
た。実施例６と同様の手順でＳｉ基板１０１を、図７に
示す被加工材料保持台７０２に載せ、エッチング室７０
３とプラズマ室７１５内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下に
なるまで真空排気し、ガス導入口７０４より流量３０ｓ
ｃｃｍのＣｌ2 と流量２ｓｃｃｍのＮＦ3 をプラズマ室
７１５内に導入し、真空排気装置７１０の排気速度を制
御して、内部の圧力を６×１０-4ｔｏｒｒにした。
【０２８８】次に２．４５ＧＨｚ、４００Ｗマイクロ波
と磁束密度８７５ｇａｕｓｓ磁場を、実施例６で前述し
た第３の工程と同様にプラズマ室７１５に供給し、マイ
クロ波の電場と、磁場によってプラズマ７１９ａを発生
させ、プラズマ流７１９ｂを被加工材料に照射し、プラ
ズマによって１分間エッチングした。
【０２８９】エッチング終了後、エッチングガスを止
め、エッチング室７０３とプラズマ室７１５内の圧力が
１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した後、ゲート
バルブ２００ｃを開け、搬送ロボット４１１によってＳ
ｉ基板１０１を取り出し、ロードロック室３０３に入
れ、大気解放し、Ｓｉ基板１０１を取り出した。
【０２９０】エッチングした部分の段差を段差計によっ
て測定したところ、実施例６と同様に４５００Åエッチ
ングされており、又走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察
したところ、実施例１と逆のパターンがエッチングされ
ており、又側面はエッチングされておらず、実施例１と
同様に異方性の良い微細加工を高速で行なうことができ
た。 （実施例１１）第１１の実施例として図１に示した工程
に従い、図２〜図４、図６、図７、図１６に示した装置
を用い、４インチＳｉ基板表面に微細加工を行なった例
を示す。
【０２９１】まず第１の工程を行なった。好ましい実施
態様の詳細な説明で述べた手順に従い試料であるＳｉ基
板１０１を、ロードロック部３０３に入れ、真空排気を
行ない、搬送ロボット４１１によって、試料保持台１６
０３に載置し、表面活性化室１６０３の内部の圧力が１
０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した。次にガス導
入口１６０４より硫化水素（Ｈ2 Ｓ）を流量１００ｓｃ
ｃｍで表面活性化室１６０３内に導入し、真空排気装置
１６１０の排気速度を制御して該内部の圧力を０．１ｔ
ｏｒｒにし、高周波電源１６０５から３００Ｗの高周波
電力を対抗電極５０７に印加してプラズマ１６０９を発
生し、２分間該プラズマに曝し表面を化学変化させ活性
層１０３を形成した（図１の（Ｂ）参照）。上述の処理
を行なったもうひとつのＳｉ基板を取り出し、該表面上
に形成した活性層１０３表面をＥＳＣＡ法によって分析
を行なったところＳｉ基板１０１表面は硫化けい素化合
物ＳｉＳX に変化しておりその厚さはおよそ５０Åであ
った。活性層１０３形成後、ガスの供給を止め、活性化
室１６０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真
空排気し、ゲートバルブ２００ａを開け搬送ロボット４
１１によって試料１０１を取り出しゲートバルブ２００
ａを閉じ搬送室４０３内に移した。
【０２９２】次に第２の工程を行なった。予め真空排気
装置６１０によって潜像室６０３内の圧力が１０-7ｔｏ
ｒｒ以下になるまで真空排気した。ゲートバルブ２００
ｂを開け活性層１０３を形成したＳｉ基板１０１を搬送
ロボット４１１によって潜像室６０３に導入し試料保持
台６０２に載せ、ゲートバルブ２００ｂを閉じた。真空
排気装置６１０によって潜像室６０３内の圧力が１０-7
ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した。ガス導入口６０
４より酸素を流量８００ｓｃｃｍで潜像室６０３内に導
入し真空排気装置６１０の排気速度を制御し該内部の圧
力を１０ｔｏｒｒに設定した。次にＫｒＦエキシマレー
ザー６０５で発振させた波長２４８ｎｍのレーザー光を
照明光学系６１４によって所望のパターンを有するマス
ク６０９に均一に照射し、投影光学系６０６によって試
料１０１にマスク６０９のパターン像を結像させ３分間
照射（Ｓｉ基板１０１表面で照射光強度５０ｍＷ／ｃｍ
2）し潜像層１０５を形成した（図１の（Ｃ）参照）。
同一の工程で潜像層１０５を形成した他のＳｉ基板１０
１を取り出し、潜像層１０５表面のレーザー光照射部を
ＥＳＣＡ法によって分析を行なったところ照射表面は酸
化けい素化合物ＳｉＯX に変化しておりその厚さはおよ
そ４０Åで、硫黄成分は検出されなかった。一方レーザ
ー光が照射されなかった表面もＥＳＣＡ法によって分析
を行なったところ硫化けい素化合物のみが存在しており
変化はなかった。照射終了後ガスの供給を止め、潜像室
６０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排
気した。ゲートバルブ２００ｂを開け搬送ロボット４１
１によって試料１０１を取り出しゲートバルブ２００ｂ
を閉じ搬送室４０３内に移した。
【０２９３】次に第３の工程を行なった。予め真空排気
装置７１０によってエッチング室７０３内の圧力が１０
-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した。ゲートバルブ
２００ｃを開けＳｉ基板１０１を搬送ロボット４１１に
よってエッチング室７０３に導入し試料保持台７０２に
載せ、ゲートバルブ２００ｃを閉じ、真空排気装置７１
０によってエッチング室７０３とプラズマ室７１５内の
圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した。ガ
ス導入口７０４より流量３０ｓｃｃｍのＮＦ3、流量５
ｓｃｃｍのＯ2 をプラズマ室７１５内に導入し、真空排
気装置７１０の排気速度を制御し該内部の圧力を５×１
０-3ｔｏｒｒにした。電磁コイル７２０及びプラズマ室
７１５を冷却するため冷却水を冷却水導入口７２１より
導入し、同出口７２２より排水した。電磁コイル７２０
に直流電流を１５０Ａ流し、プラズマ室７１５内に磁束
密度８７５ｇａｕｓｓの磁場を発生させた。２．４５Ｇ
Ｈｚ、２００Ｗマイクロ波をプラズマ室７１５に供給
し、マイクロ波の電場と、磁場によってプラズマ７１９
ａを発生させ、その一部はプラズマ出射口７１６から拡
散磁場によって磁力線方向に加速されプラズマ流７１９
ｂとなって試料１０１表面に達し、１分間Ｓｉ基板１０
１表面をプラズマ処理し、活性層１０３を除去した（図
１の（Ｄ）参照）。この処理によって潜像層１０５以外
の活性層１０３では揮発性のフッ化硫黄化合物（ＳＦ
X ）とフッ化けい素化合物（ＳｉＦX ）を生成して硫化
けい素化合物で組成される活性層１０３のみが除去され
た。この時同時に僅かではあるが潜像層１０５もエッチ
ングされた。上述の処理を行なったもうひとつのＳｉ基
板を取り出し、潜像層１０５の厚さをＥＳＣＡ法によっ
て分析評価したところ３０Åに減少していた。活性層を
除去した後、ガスの供給を止め、エッチング室７０３と
プラズマ室７１５内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になる
まで真空排気した。
【０２９４】なおここで、第３の工程即ち活性層１０３
の除去工程で、他の処理法としてＳｉ基板１０１を装置
外に取り出し（硝酸＋フッ化水素酸）溶液で１５秒処理
し活性層１０３を除去する方法も可能であった。
【０２９５】次に第４の工程を行なった。ガス導入口７
０４より流量３０ｓｃｃｍのＣｌ2と流量２ｓｃｃｍの
ＮＦ3 をプラズマ室７１５内に導入し、真空排気装置７
１０の排気速度を制御して、内部の圧力を６×１０-4ｔ
ｏｒｒにした。２．４５ＧＨｚ、４００Ｗマイクロ波と
磁束密度８７５ｇａｕｓｓを前述第３の工程と同様にプ
ラズマ室７１５に供給し、マイクロ波の電場と、磁場に
よってプラズマ７１９ａを発生させ、プラズマ流７１９
ｂを試料に照射しプラズマによって、潜像層１０５（Ｓ
ｉＯX ）をマスクにして露呈しているＳｉ基板１０１を
１分間エッチングした。エッチング終了後、エッチング
ガスを止め、エッチング室７０３とプラズマ室７１５内
の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した
後、ゲートバルブ２００ｃを開け搬送ロボット４１１に
よってＳｉ基板１０１を取り出し、ロードロック室３０
３に入れ、大気解放し、Ｓｉ基板１０１を取り出した。
エッチングした部分の段差を段差計によって測定したと
ころ４５００Åエッチングされており、又走査型電子顕
微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、側面はエッチングさ
れておらず異方性の良い微細加工ができた（図１の
（Ｅ）参照）。
【０２９６】尚、第１工程から第３工程までに要した時
間は、１４分であった。 （比較例５）実施例１１と従来の光エッチングとを比較
するため、図６に示した潜像部２０２を用い、試料１０
１として実施例と同一のＳｉ基板を光エッチングした。
以下その方法について述べる。まず処理していないＳｉ
基板１０１をロードロック室２０４と搬送部２０５によ
って潜像室６０７内にある試料保持台６０２載置し、潜
像室６０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真
空排気した。ガス導入口６０４より塩素を流量２００ｓ
ｃｃｍで潜像室６０３内に導入し真空排気装置６１０の
排気速度を制御し該内部の圧力を０．４ｔｏｒｒに設定
した。次にＫｒＦエキシマレーザー６０５で発振させ、
波長２４８ｎｍのレーザー光を照明光学系６１４によっ
て所望にパターンを有するマスク６０９に均一に照射
し、投影光学系６０６によって試料１０１にマスク１５
のパターン像を結像させ３分間照射（Ｓｉ基板１０１表
面で照射光強度５０ｍＷ／ｃｍ2 ）しＳｉ基板表面を２
０分間エッチングした。エッチング後エッチング基板１
０１をロードロック部２０４と搬送部２０５を経由して
外部に取り出し、エッチングした部分の段差を段差計で
測定したところ１５００Åのエッチング深さがあった。
従って実施例１と同一の深さ（４５００Å）をエッチン
グするのには１時間かかり、本発明によって微細加工時
間が約１／４に短縮された。更に加工表面をＳＥＭによ
って観察したところ光の乱反射によると思われる凹凸が
あり、実施例１に比べ大変汚く、微細加工性が遥かに劣
っていた。又、従来のレジストを用いた工程と比べても
大幅に微細加工時間（Ｓｉ基板の洗浄からレジストの剥
離までに要した時間）が短縮された。 （実施例１２）第１２の実施例として、図１に示した工
程に従い、図２〜図４、図１６に示した装置、潜像部２
０２として図８に示した装置、エッチング部２０３とし
て図１１に示した装置を用い、４インチ石英基板上にプ
ラズマＣＶＤ法によって堆積させたアモルファスシリコ
ン膜（ａ−Ｓｉ、厚さ５０００Å）の微細加工を行なっ
た例について述べる。
【０２９７】まず第１の工程を行なった。実施例１１と
同様の手順で試料であるａ−Ｓｉを堆積した石英基板１
０１を試料保持台１６０３に載置し、表面活性化室１６
０３の内部の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空
排気した。次にガス導入口１６０４よりヨウ化水素（Ｈ
Ｉ）を流量５０ｓｃｃｍで表面活性化室１６０３内に導
入し、真空排気装置１６１０の排気速度を制御して該内
部の圧力を０．０７ｔｏｒｒにし、高周波電源１６０５
から４００Ｗの高周波電力を対抗電極に印加しプラズマ
１６０９を発生し、２分間該プラズマに曝して表面を化
学変化させ、活性層１０３を形成した（図１の（Ｂ）参
照）。上述の処理を行なったもうひとつのａ−Ｓｉを堆
積した石英基板１０１を取り出し、該表面上に形成した
活性層１０３表面をＥＳＣＡ法によって分析を行なった
ところ該表面はヨウ化けい素化合物ＳｉＩX に変化して
おりその厚さはおよそ７０Åであった。活性層１０３形
成後、実施例１と同様の手順で処理を行なった後、第２
の工程を行なった。実施例１１と同様の手順で、ａ−Ｓ
ｉを堆積した石英基板１０１を図８に示した潜像部２０
２の装置の試料保持台８０２ａに載せ、真空排気装置６
１０によって潜像室６０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以
下になるまで真空排気した。ガス導入口６０４より酸素
を流量２００ｓｃｃｍ、水素を流量６００ｓｃｃｍで潜
像室６０３内に導入し、真空排気装置６１０の排気速度
を制御して該内部の圧力を１０ｔｏｒｒに設定した。次
に、ＫｒＦエキシマレーザーで発振させたレーザー光の
光量をシャッター８２３によって制限しながら、投影光
学系８０６によって試料１０１表面に直径１０μｍのス
ポットサイズとなるように照射した。又駆動装置８０２
ｃによって試料保持台８０２ａを設置したステージ８０
２ｂをシャッター８２３の開閉と連動して制御し二次元
的に移動することによってマスクを用いず実施例１１と
同一のパターンを持つ潜像層１０５を形成することがで
きた（図１の（Ｃ）参照）。照射終了後ガスの供給を止
め、潜像室６０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になる
まで真空排気した。ゲートバルブ２００ｂを開け搬送ロ
ボット４１１によって試料１０１を取り出し、ゲートバ
ルブ２００ｂを閉じ搬送室４０３内に移した。
【０２９８】次に、エッチング部２０３として図１１に
示した装置を用い、第３と第４の工程を連続して行なっ
た。第１、第２の各工程を行なったａ−Ｓｉを堆積した
石英基板１０１を圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下に真空排気
されたエッチング室１１０３に入れ、試料保持台１１０
２に載置した。ガス導入口１１０４よりＮＦ3 ５００ｓ
ｃｃｍとＯ2 １００ｓｃｃｍをマイクロ波プラズマ励起
装置１１１５内に導入しエッチング室１１０３内部の圧
力を０．３ｔｏｒｒにし、マイクロ波（２．４５ＧＨ
ｚ、８００Ｗ）をマイクロ波プラズマ励起装置１１１５
に供給し、該励起装置内にプラズマを発生させ、まず活
性層１０３を除去し、続いてａ−Ｓｉをエッチングし
た。第１、第２の工程の処理時間は４分であった。エッ
チング終了後、エッチングガスを止め、エッチング室７
０３とプラズマ室７１５内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下
になるまで真空排気した後、ゲートバルブ２００ｃを開
け搬送ロボット４１１によってａ−Ｓｉを堆積した石英
基板１０１を取り出し、ロードロック部２０４に入れ、
大気解放し、取り出した。エッチングした部分の段差を
段差計によって測定すると４０００Åエッチングされて
いた（図１の（Ｅ）参照）なお第１工程から第４工程ま
でに要した時間は、１２分であった。 （比較例６）実施例１２と従来の光エッチングとを比較
するため、比較例５とまったく同様に図６に示した潜像
部２０２を用い、ａ−Ｓｉを堆積した石英基板１０１を
光エッチングした。エッチング時間はやはり２０分であ
った。また、エッチングした部分の段差を段差計で測定
したところ２０００Åのエッチング深さがあった。従っ
て、実施例１１と同一の深さ（４０００Å）をエッチン
グするのには４０分かかり、本発明によって微細加工時
間が約１／３に短縮された。更に加工表面に乱反射によ
ると思われる凹凸があり、実施例１２に比べ大変汚かっ
た。又、従来のレジストを用いた工程と比べても大幅に
微細加工時間（ａ−Ｓｉ堆積した石英基板の洗浄からレ
ジストの剥離までに要した時間）が短縮された。 （実施例１３）第１３の実施例として図１に示した工程
に従い、図２〜図４、図１６に示した装置、潜像部２０
２として図９に示した装置を用い、エッチング部として
図７に示した装置を用い、４インチＳｉ基板上にスパッ
ター法によって成膜したＡｌ膜（厚さ５０００Å）に微
細加工を行なった例を示す。
【０２９９】まず第１の工程を行なった。実施例１１と
同様の手順で試料であるＡｌ膜を堆積したＳｉ基板１０
１を試料保持台５０２に載置し、表面活性化室５０３の
内部の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気し
た。次にガス導入口５０４より硫化水素（Ｈ2 Ｓ）を流
量１００ｓｃｃｍで表面活性化室５０３内に導入し、真
空排気装置５１０の排気速度を制御して該内部の圧力を
０．１ｔｏｒｒにし、高周波電源５０５から３００Ｗの
高周波電力を対向電極に印加してプラズマ５０９を発生
し、２分間該プラズマに曝し表面を化学変化させ活性層
１０３を形成した（図１の（Ｂ）参照）。活性層１０３
形成後、実施例１１と同様の手順で処理を行なった後、
第２の工程を行なった。実施例１１と同様の手順で、Ａ
ｌ膜を堆積したＳｉ基板を図９に示した潜像部の試料保
持台９０２ａに載せ、真空排気装置９１０によって潜像
室９０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空
排気した。ガス導入口９０４より流量１０ｓｃｃｍの酸
素を導入しガス噴射ノズル９２６よりＡｌ膜表面に吹き
つけ潜像室９０３内の圧力を３×１０-3ｔｏｒｒのにし
た。次に、電子ビーム発生部９２７を動作させ、即ち電
子銃９２９で電子を発生させ、電子光学系９３０で電子
ビーム９３１を２ｋＶに加速し、Ａｌ膜１０２表面に直
径０．４μｍのスポットサイズ収束させ、駆動装置９０
２ｃによって試料保持台９０２ａを設置したステージ９
０２ｂを電子ビームビームシャッター（図示せず）と連
動させ二次元的に移動させることによって、マスクを用
いずに０．４μｍのライン＆スペースの潜像層１０５を
形成した。照射終了後ガスの供給を止め、潜像室９０３
内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気し
た。ゲートバルブ２００ｂを開け搬送ロボット４１１に
よってＳｉ基板１０１を取り出しゲートバルブ２００ｂ
を閉じ搬送室４０３内に移す。
【０３００】次に、第３の工程を行なった。予め真空排
気装置７１０によって潜像室７０３内の圧力が１０-7ｔ
ｏｒｒ以下になるまで真空排気した。ゲートバルブ２０
０ｃを開け試料１０１を搬送ロボット４１１によってエ
ッチング室７０３に導入し試料保持台７０２に載せ、ゲ
ートバルブ２００ｃを閉じ、真空排気装置７１０によっ
てエッチング室７０３とプラズマ室７１５内の圧力が１
０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した。ガス導入口
７０４より流量２０ｓｃｃｍのＮＦ3 、流量２０ｓｃｃ
ｍのＣｌ2 をプラズマ室７１５内に導入し、真空排気装
置７１０の排気速度を制御し該内部の圧力を５×１０-3
ｔｏｒｒにした。実施例１１の第３の工程と同様に処理
し活性層１０３を除去した（図１の（Ｄ）参照）。活性
層を除去した後、ガスの供給を止め、エッチング室７０
３とプラズマ室７１５内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下に
なるまで真空排気した。
【０３０１】次に第４の工程を行なった。ガス導入口７
０４より流量３０ｓｃｃｍのＣｌ2をプラズマ室７１５
内に導入し、真空排気装置７１０の排気速度を制御し
て、内部の圧力を６×１０-4ｔｏｒｒにした。前述実施
例１１と同様にプラズマ７１９ａを発生させ、プラズマ
流７１９ｂをＡｌ膜１０２表面に照射し１分間エッチン
グを行なった。エッチング終了後、エッチングガスを止
め、エッチング室７０３とプラズマ室７１５内の圧力が
１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した後、ゲート
バルブ２００ｃを開け搬送ロボット４１１によってＳｉ
基板１０１を取り出し、ロードロック室２０４に入れ、
大気解放し、Ｓｉ基板１０１を取り出した。エッチング
した部分の段差を段差計によって測定するとＡｌ膜は完
全にエッチングされていた。又走査型電子顕微鏡（ＳＥ
Ｍ）で観察したところ、０．４μｍのライン＆スペース
が形成されており、又側面はエッチングされておらず異
方性の良い微細加工ができた（図１の（Ｅ）参照）。 （実施例１４）第１４の実施例として実施例１３と同一
試料で、潜像部２０２として図１０に示した装置を用
い、それ以外は実施例１３と同じ装置を用い同じ工程で
微細加工を行なった例を示す。
【０３０２】まず第１の工程を実施例１３と同様に行な
い、以下に示す第２の工程を行なった。実施例１１と同
様の手順で、Ａｌ膜を堆積したＳｉ基板を図１０に示し
た潜像部の装置の試料保持台１００２ａに載せ、真空排
気装置１０１０によって潜像室１００３内の圧力が１０
-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した。ガス導入口１
００４より流量１０ｓｃｃｍの酸素を導入し、ガス噴射
ノズル１０２６よりＡｌ膜表面に吹きつけ潜像室１００
３内の圧力を３×１０-3ｔｏｒｒにした。次にイオンビ
ーム発生部１０２７を動作させ、即ちイオン源１０２９
よりＡｌイオンを発生させ、イオン光学系１０３０でイ
オンビーム１０３１を２ｋＶに加速し、Ａｌ膜１０２表
面に直径０．３μｍのスポットサイズ収束させ、駆動装
置１００２ｃによって試料保持台１００２ａを設置した
ステージ１００２ｂをイオンビームビームシャッター
（図示せず）と連動させ二次元的に移動させることによ
って、マスクを用いずに０．３μｍのライン＆スペース
の潜像層１０５を形成した。照射終了後ガスの供給を止
め、潜像室１００３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下にな
るまで真空排気した。ゲートバルブ２００ｂを開け搬送
ロボット４１１によってＳｉ基板１０１を取り出しゲー
トバルブ２００ｂを閉じ搬送室４０３内に移した。
【０３０３】次に第３、第４の工程を実施例１３と同様
に行ないＡｌ膜の微細加工を行なった。エッチングした
部分の段差を段差計によって測定すると、Ａｌ膜は完全
にエッチングされていた。又走査型電子顕微鏡（ＳＥ
Ｍ）で観察したところ、０．３μｍのライン＆スペース
が形成されており、又側面はエッチングされておらず異
方性の良い微細加工ができた（図１の（Ｅ）参照）。 （実施例１５）第１５の実施例として、第３の工程で潜
像層１０５を除去しそれ以外の部分を残し、第４の工程
で、前記残した部分をマスクにしてエッチングする例を
示す。被処理試料は実施例１１と同じ、Ｓｉ基板を、装
置も実施例１１と同一の装置を用いて微細加工を行なっ
た。第１の工程までは実施例１１と同様に行ない、Ｓｉ
基板１０１表面に硫化けい素化合物でできた活性層１０
３を形成した。次に第２工程を以下の様に行なった。実
施例１１と同様の手順で、活性層１０３を形成したＳｉ
基板試料１０１を試料保持台６０２に載せ、潜像室６０
３内の圧力が１０ -7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気
し、ガス導入口６０４より水素を流量８００ｓｃｃｍで
潜像室６０３内に導入し、真空排気装置６１０の排気速
度を制御し該内部の圧力を１０ｔｏｒｒに設定した。次
に光源６０５としてＡｒＦエキシマレーザー６０５を発
振させ、波長１９３ｎｍのレーザー光を照射光学系６１
４によって所望のパターンを有するマスク６０９に均一
に照射し、投影光学系６０６によって試料１０１にマス
ク６０９のパターン像を結像させ３分間照射（Ｓｉ基板
１０１表面で照射光強度３０ｍＷ／ｃｍ2 ）し、潜像層
１０５を形成した。照射終了後ガスの供給を止め、潜像
室６０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空
排気した。ゲートバルブ２００ｂを開け搬送ロボット４
１１によって試料１０１を取り出しゲートバルブ２００
ｂを閉じ搬送室４０３内に移した。
【０３０４】次に、第３と第４の工程を連続して行なっ
た。実施例１１と同様の手順でＳｉ基板１０１を試料保
持台７０２に載せ、エッチング室７０３とプラズマ室７
１５内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気
し、ガス導入口７０４より流量３０ｓｃｃｍのＣｌ2 と
流量２ｓｃｃｍのＮＦ3 をプラズマ室７１５内に導入
し、真空排気装置７１０の排気速度を制御して、内部の
圧力を６×１０-4ｔｏｒｒにした。２．４５ＧＨｚ、４
００Ｗマイクロ波と磁束密度８７５ｇａｕｓｓの磁場を
実施例１１の前述第３の工程と同様にプラズマ室７１５
に供給し、マイクロ波の電場と、磁場とによってプラズ
マ７１９ａを発生させ、プラズマ流７１９ｂを試料に照
射し、塩素プラズマによって１分間エッチングした。エ
ッチング終了後、エッチングガスを止め、エッチング室
７０３とプラズマ室７１５内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以
下になるまで真空排気した後、ゲートバルブ２００ｃを
開け搬送ロボット４１１によってＳｉ基板１０１を取り
出し、ロードロック室２０４に入れ、大気解放し、Ｓｉ
基板１０１を取り出した。エッチングした部分の段差を
段差計によって測定すると実施例１１と同様４５００Å
エッチングされており、又走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）
で観察したところ、実施例１１と逆のパターンがエッチ
ングされており、又側面はエッチングされておらず実施
例１１と同様異方性の良い微細加工を高速で行なうこと
ができた。 （実施例１６）第１６の実施例として、Ｓｉ基板表面に
Ｃｕ薄膜のパターニングを行なった例を示す。本実施例
では、第１の工程で光照射による潜像形成を行ない、第
２の工程で電解めっきによる薄膜形成を行なった。
【０３０５】図６に示した潜像形成装置を用いて、まず
第１の工程を行なった。ゲートバルブ２００ｂを開け、
Ｓｉ基板１０１を潜像室６０３に導入し、試料保持台６
０２に載せ、ゲートバルブ２００ｂを閉じた。真空排気
装置６１０によって、潜像室６０３内の圧力が１０-7ｔ
ｏｒｒ以下になるまで真空排気した。ガス導入口６０４
より、酸素を流量８００ｓｃｃｍで潜像室６０３内に導
入し、真空排気装置６１０の排気速度を制御し、該内部
の圧力を１０ｔｏｒｒに設定した。次にＫｒＦエキシマ
レーザー６０５で発振させた波長２４８ｎｍのレーザー
光を、照明光学系６１４によって、所望にパターンを有
するマスク６０９に均一に照射し、投影光学系２２１３
によって、基板１０１にマスク６０９のパターン像を結
像させ、１０分間照射（基板１０１表面で照射光強度１
００ｍＷ／ｃｍ2 ）し、潜像層２１０１を形成した（図
１７の（Ａ）参照）。照射終了後ガスの供給を止め、潜
像室６０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真
空排気した。潜像室６０３に窒素ガスを導入し、大気圧
に戻し、ゲートバルブ２００ｂを開け、潜像層２１０１
を形成したＳｉ基板を取り出した。
【０３０６】次に図１８に示しためっき装置を用いて、
第２の工程を行なった。めっき溶液２３１４には、硫酸
銅（ＣｕＳＯ4 ・５Ｈ2 Ｏ）１００ｇ／ｌ、銅（Ｃｕ）
２５ｇ／ｌ、及び硫酸（Ｈ2 ＳＯ4 ）１００ｇ／ｌをそ
れぞれ１ｌ（注：１リットル）ずつ用いて、溶液槽２３
０５に入れた。潜像を施したＳｉ基板を陰極２３０７、
Ｐｔ板を陽極２３０６として、直流電源によって、陰極
電流密度２０ｍＡ／ｃｍ2 として、攪拌しながら、電解
めっきを行なった。室温（２５℃）で５分間電解めっき
を行ない、基板を取り出し観察したところ、潜像層がな
いＳｉ基板上のみにＣｕ膜５０００Åが形成されてお
り、所望のパターンのＣｕ膜からなる微細構造を形成で
きた。 （実施例１７）第１７の実施例として、Ｓｉ基板上のＦ
ｅ膜表面にＣｕ薄膜のパターニングを行なった例を示
す。本実施例では、第１の工程で光照射による潜像形成
を行ない、第２の工程で無電解めっきによる薄膜形成を
行なった。
【０３０７】図８に示した潜像形成装置を用いて、まず
第１の工程を行なった。スパッタ法により、厚さ３００
０ÅのＦｅ膜を形成したＳｉ基板１０１を、実施例１６
と同様の手順で、試料保持台８０２ａに載せ、ゲートバ
ルブ２００ｂを閉じた。真空排気装置６１０によって、
潜像室６０３内の圧力が、１０-7ｔｏｒｒ以下になるま
で真空排気した。ガス導入口６０４より、ＮＯ2 を流量
８００ｓｃｃｍで潜像室６０３内に導入し、真空排気装
置６１０の排気速度を制御し、該内部の圧力を１０ｔｏ
ｒｒに設定した。次にＫｒＦエキシマレーザーで発振さ
せたレーザー光はシャッター８２３によって、通過する
光量を制限しながら、投影光学系８０６によって、基板
１０１表面に直径３０μｍのスポットサイズ照射した。
また駆動装置８０２ｃによって、試料保持台８０２ａを
設置したステージ８０２ｂをシャッター８２３の開閉と
連動して制御し、二次元的に移動することによって、マ
スクを用いず実施例１６と同一のパターンを持つ潜像層
２１０１を形成することができた（図１４の（Ａ）参
照）。潜像層の組成は酸化鉄である。照射終了後ガスの
供給を止め、潜像室６０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以
下になるまで真空排気した。潜像室６０３に窒素ガスを
導入し、大気圧に戻しゲートバルブ２００ｂを開け潜像
層１０１を形成したＣｒ膜を有するＳｉ基板を取り出し
た。
【０３０８】次に図１８に示しためっき装置を用い、第
２の工程を行なった。第１６の実施例と同じめっき液２
３１４を、溶液槽２３０５に満たし、潜像を施したＦｅ
膜を有するＳｉ基板１０１をめっき液２３１４中に浸漬
した（本実施例では、無電解めっきを行なうので、陽極
及び電源は用いない。）。次いで、溶液を５０℃に加熱
して放置した。１５分後基板を取り出し、観察したとこ
ろ、潜像層がないＦｅ膜上のみにＣｕ膜１０００Åが形
成されており、所望のパターンのＣｕ膜からなる微細構
造を形成できた。 （実施例１８）第１８の実施例として、Ｓｉ基板上のＴ
ａ膜表面にＮｉ薄膜のパターニングを行なった例を示
す。本実施例では、第１の工程で電子ビーム照射による
潜像形成を行ない、第２の工程で電解めっきによる薄膜
形成を行なった。
【０３０９】図９に示した潜像形成装置を用いて、まず
第１の工程を行なった。スパッタ法により、厚さ３００
０ÅのＦｅ膜を形成したＴａ基板１０１を、実施例１６
と同様の手順で、試料保持台５０２ａに載せ、ゲートバ
ルブ２２０８を閉じた。真空排気装置２５０９によっ
て、潜像室９０３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になる
まで真空排気した。ガス導入口９０４より、流量１０ｓ
ｃｃｍの酸素を導入し、ガス噴射ノズル２５２１よりＣ
ｒ膜表面に吹きつけ、潜像室９０３内の圧力を３×１０
-3ｔｏｒｒのにした。次に電子ビーム発生部９２７を動
作させ、即ち電子銃９２９で電子を発生させ、電子光学
系９３０で電子ビーム９３１を２ｋＶに加速し、Ｔａ膜
表面に直径０．４μｍのスポットサイズ収束させ、駆動
装置９０２ｃによって、試料保持台９０２ａを設置した
ステージ９０２ｂを電子ビームビームシャッター（図示
せず）と連動させ、二次元的に移動させることによっ
て、マスクを用いずに、所望のパターンの潜像層２１０
１を形成した。潜像層の組成は酸化タンタルである。照
射終了後、ガスの供給を止め、潜像室２５０５内の圧力
が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した。潜像室
９０３に窒素ガスを導入し、大気圧に戻し、ゲートバル
ブ２００ｂを開け、潜像層２１０１を形成したＴａ膜を
有するＳｉ基板を取り出した。
【０３１０】次に図１８に示しためっき装置を用いて、
第２の工程を行なった。めっき溶液２３１４には、硫酸
ニッケル（ＮｉＳＯ4 ・６Ｈ2Ｏ）２４０ｇ／ｌ、塩化
ニッケル（ＮｉＣｌ2 ・６Ｈ2 Ｏ）４５ｇ／ｌ、及びほ
う酸（Ｈ3 ＢＯ3 ）３５ｇ／ｌをそれぞれ１ｌ（注：１
リットル）ずつ用いて、溶液槽２３０５に入れた。潜像
を施したＴａ膜を有するＳｉ基板１０１を陰極２３０
７、Ｐｔ板を陽極２３０６として、直流電源によって、
陰極電流密度４０ｍＡ／ｃｍ2 として、攪拌しながら、
電解めっきを行なった。液温４５℃で１０分間電解めっ
きを行ない、基板を取り出し、観察したところ、潜像層
がないＴａ膜上のみにＣｕ膜５０００Åが形成されてお
り、所望のパターンのＣｕ膜からなる微細構造を形成で
きた。 （実施例１９）第１９の実施例として、Ｓｉ基板表面に
Ｃｕ薄膜のパターニングを行なった例を示す。本実施例
では、第１の工程でイオンビーム照射による潜像形成を
行ない、第２の工程で電解めっきによる薄膜形成を行な
った。
【０３１１】図１０に示した潜像形成装置を用いて、ま
ず第１の工程を行なった。実施例１と同様の手順でＳｉ
基板１０１を保持台１００２ａに載せ、ゲートバルブ２
００ｂを閉じた。真空排気装置１０１０によって、潜像
室１００３内の圧力が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真
空排気した。ガス導入口１００４より、流量１０ｓｃｃ
ｍの酸素を導入し、ガス噴射ノズル１０２６より、Ｓｉ
基板上に吹きつけ、潜像室１００３内の圧力を３×１０
-3ｔｏｒｒとした。次にイオンビーム発生部１０２７を
動作させ、即ちイオン源１０２９よりＳｉ+ イオンを発
生させ、イオン光学系１０３０によって、イオンビーム
１０３１を２ｋＶに加速し、Ｓｉ基板１０１表面に直径
０．３μｍのスポットサイズで収束させ、駆動装置１０
０２ｃによって試料保持台１００２ａを設置したステー
ジ１００２ｂをイオンビームビームシャッター（図示せ
ず）と連動させ、二次元的に移動させることによって、
マスクを用いずに所望の潜像層２１０１を形成した。照
射終了後ガスの供給を止め、潜像室１００３内の圧力が
１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した。潜像室１
００３に窒素ガスを導入し、大気圧に戻し、ゲートバル
ブ２００ｂを開け、潜像層２１０１を形成したＳｉ基板
を取り出した。
【０３１２】次に図１８に示しためっき装置を用いて、
第２の工程を行なった。めっき溶液２３１４には、硫酸
銅（ＣｕＳＯ4 ・５Ｈ2 Ｏ）１００ｇ／ｌ、銅（Ｃｕ）
２５ｇ／ｌ、及び硫酸（Ｈ2 ＳＯ4 ）１００ｇ／ｌをそ
れぞれ１ｌ（注：１リットル）ずつ用いて、溶液槽２３
０５に入れた。潜像を施したＳｉ基板を陰極２３０７、
Ｐｔ板を陽極２３０６として、直流電源によって、陰極
電流密度２０ｍＡ／ｃｍ2 として、攪拌しながら、電解
めっきを行なった。室温（２５℃）で５分間電解めっき
を行ない、基板を取り出し観察したころ、潜像層がない
Ｓｉ基板上のみにＣｕ膜５０００Åが形成されており、
所望のパターンのＣｕ膜からなる微細構造を形成でき
た。 （実施例２０）図１９（ａ）乃至（ｇ）は夫々本実施例
においてＳｉ基板表面にエッチングパターンを形成した
場合の工程を説明するための基板の模式的断面図であ
る。
【０３１３】図２０乃至図２３及び図１４は夫々本実施
例に用いられるクリーニング室３２００、スパッタ成膜
室３３００、プラズマ成膜室３４００、エッチング室３
５００、および表面改質（潜像）室３６００の構成を説
明するための模式的断面図である。
【０３１４】図２０において、３２０１はクリーニング
ガスをクリーニング室３２００内に導入するためにクリ
ーニング室３２００の上方に設けられたガス導入口、３
２０２はクリーニング室３２００に置かれる基板１０１
を保持する保持台、３２０３は保持台３２０２に対向す
る対向電極、３２０４は保持台３２０２を、クリーニン
グ室３２００を構成する真空容器から絶縁するための絶
縁体、３２０５は１３．５６ＭＨｚ、２００Ｗの高周波
電源であり、保持台３２０２に接続されている。３２０
６は保持台３２０２側と高周波電源３２０５側のマッチ
ングを取るためのマッチングボックス、２００ｂはゲー
トバルブである。図２１において、３２０１はスパッタ
ガスをスパッタ成膜室３３００内に導入するためのガス
導入口、３３０２はスパッタ成膜室３３００に置かれる
基板１０１を保持する保持台、３３０３は保持台３３０
２に対向して設けられ、高周波電力が加えられる対向電
極、３３０４は対向電極３３０３をスパッタ成膜室３３
００を構成する真空容器から絶縁するための絶縁体、３
３０５は１３．５６ＭＨｚ、５００Ｗの高周波電源、３
３０６は保持台３３０２と高周波電源３３０５側のマッ
チングを取るためのマッチングボックス、３３０７は対
向電極３３０４を直流的に絶縁するためのコンデンサ、
３３０８はスパッタターゲット、２００ｂはゲートバル
ブである。図２２において、３４０１は堆積ガスをプラ
ズマ成膜室３４００内に導入するためのガス導入口、３
４０２はプラズマ成膜室３４００に置かれる基板１０１
を保持する保持台、３４０３は保持台３４０２に対向し
て設けられ、高周波電力が加えられる対向電極、３４０
４は対向電極３４０３をプラズマ成膜室３４００を構成
する真空容器から絶縁するための絶縁体、３４０５は１
３．５６ＭＨｚ、３５０Ｗの高周波電源、３４０６は保
持台３４０２と高周波電源３４０５側のマッチングを取
るためのマッチングボックス、２００ｂはゲートバルブ
である。図２３において、３５０２はエッチング室３５
００に置かれる基板１０１を保持する保持台、３５０３
はエッチング室３５００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、３５０１は
マイクロ波プラズマガス励起装置３５０３にエッチング
ガスを供給するためのガス導入口、３５０４は保持台３
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３５０３で発生した励起ガスをエッチング
室３５００に輸送するための輸送管、２００ｂはゲート
バルブである。
【０３１５】図１４において、３６０１は潜像室３６０
０に改質ガスを導入するためのガス導入口、３６０２は
潜像室３６００内に設置される基板１０１を保持する保
持台、３６０３は光源であるところの低圧水銀ランプ、
３６０４は光源３６０３にて発生した光により、石英基
板にＣｒでパターニングされたマスク（またはレクチ
ル）３６０５を照明するための照明光学系、３６０６は
マスクパターンを基板１０１の表面に結像するための投
影光学系、３６０７は投影光学系３６０６を出た光を潜
像室３６００に導入するための窓、２００ｂはゲートバ
ルブである。上記の各装置のうち、光源３６０３、照明
光学系３６０４、マスク３６０５、投影光学系３６０６
は潜像室３６００の上方に設けられている。
【０３１６】本実施例について図１９、２０、２２、２
３および図１４を参照して説明する。
【０３１７】尚、本実施例では、基板１０１としてＳｉ
基板を用いた。
【０３１８】先ず、図２０に示すクリーニング室で以下
の様に表面洗浄を行なった。基板１０１を保持台３２０
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３２００の内部が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで
真空排気した。ガス導入口３２０１より試料の表面をク
リーニングするガス、この場合Ａｒ５０ｓｃｃｍをクリ
ーニング室３２００内に導入し、クリーニング室３２０
０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。次に１３．５６ＭＨｚ、
１００Ｗの高周波をマッチングボックス３２０６を調整
しながら、保持台３２０２に印加し、保持台３２０２と
対向電極３２０３の間の空間にプラズマを発生させた。
保持台３２０２はマッチングボックス３２０６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保持台３２０２
と対向電極３２０３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Ｓｉ基板１０１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。
【０３１９】次に、Ｓｉ基板１０１の表面に部分的に表
面改質層を形成するために、改質ガス中での選択光照射
を図１４に示す潜像室３６００を用いて行なった（図１
９（ｂ））。この場合は、後のエッチング時の保護膜
（エッチングマスク）となるＳｉＯ2 膜が形成された。
即ち、Ｓｉ基板１０１を保持台３６０２に載せ真空排気
装置（図示せず）によって潜像室３６００の内部が１０
-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した。ガス導入口３
６０１よりＯ2 ガスを潜像室内に導入し、内部の圧力が
７６０ｔｏｒｒとなるように真空排気装置を制御した。
光源３６０３である低圧水銀ランプによる紫外光を基板
１０１上に載せたマスク３６０５を介して、Ｓｉ基板１
０１表面に照射した。なお窓３６０７の材質としては紫
外光を吸収せずに透過させるため、石英を使用した。マ
スク像が結像したＳｉ基板１０１の表面では、光が当っ
た部分のみで酸素とＳｉが化学反応を起こし、１０分間
の露光でＳｉ基板１０１の表面に厚さ１７．５ÅのＳｉ
Ｏ2 である保護膜１９４が図１９（ｃ）に示すように部
分的に形成された。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Ｓｉ基板
１０１の表面に形成される。換言すればＳｉがＳｉＯ2
に改質され、潜像が形成されることになる。
【０３２０】なお、ＳｉＯ2 膜厚と酸化時間の関係は図
２４に示す通りであり、１０分を境として大きく成長速
度が異なっている。すなわち酸化は１０分までに急激に
進み、その後はゆるやかになる。本実施例では、この最
初の１０分の速い酸化速度を有効に利用するために、１
回の表面改質（酸化）時間は１０分間とした。
【０３２１】続いてこの試料を図２３に示すエッチング
室３５００で以下の様にケミカルドライエッチングを行
なった。基板１０１を保持台３５０２に載せ真空排気装
置（図示せず）によってエッチング室３５００の内部が
１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した。ガス導入
口３５０１よりＣＦ4＋Ｏ2 をマイクロ波プラズマガス
励起装置３５０３内に導入し、エッチング室３５００の
圧力が０．２５ｔｏｒｒになるように真空排気装置（図
示せず）を操作制御した。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３５０３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
起された励起種を全長が２０ｃｍ、内径４０ｍｍの石英
製の輸送管３５０４によって基板１０１の表面にエッチ
ングマスクであるＳｉＯ2 膜が消失するまで供給した。
この際のエッチング時間は２０秒であった。この場合の
図１９（ｃ）に示すＳｉ基板１０１のエッチングマスク
となるＳｉＯ2 膜１９４に対するＳｉのエッチング選択
比は１００であるため、前記エッチング後には、図１９
（ｄ）に示す様にＳｉ基板１０１のエッチング深さがま
だ不充分であった。
【０３２２】そこで再びエッチングマスクを形成するた
めに図１４に示す潜像室３６００において先程の表面改
質層形成と同様の条件で図１９（ｅ）に示すように紫外
光１９５を１０分間露光してＳｉ基板１０１の表面の先
程と同じ位置に厚さ１７．５ÅのＳｉＯ2 膜１９６を形
成した（図１９（ｆ））。
【０３２３】続いてこの試料を図２３に示すエッチング
装置３５００で先程と同様のエッチング条件で２０秒間
エッチングしたところ図１９（ｇ）に示される様に充分
な深さのエッチングパターンを得ることができた。本実
施例ではＳｉＯ2 膜を１０分間ずつの２回の表面改質で
合計３５Å形成したが、これを１回の表面改質で行なお
うとすると、１０分以降の酸化速度が急激に低下するた
めに３時間以上を要してしまう。
【０３２４】従って、本実施例によればより実用的に微
細加工を行なうことができた。 （実施例２１）図２５（ａ）〜（ｈ）は本実施例により
石英基板１０１上にＡｌ電極パターンを作製するときの
作製工程を段階的に示す模式的断面図である。
【０３２５】本実施例について図２０、図２１、図２３
および図６を参照して説明する。
【０３２６】本実施例では石英基板１０１を図２１に示
すスパッタ成膜室３３００の保持台３３０２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
３３００の内部が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排
気した。ガス導入口３３０１よりＡｒをスパッタ成膜室
３３００内に導入し、スパッタ成膜室３３００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。１３．５６ＭＨｚ、５００Ｗの高
周波をマッチングボックス３３０６を調整しながら、対
向電極３３０３に印加し、試料保持台３３０２と対向電
極３３０３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３３０３にスパッタター
ゲット３３０８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２６（ｂ）に示すように石英基
板１０１上に厚さ６０００ÅのＡｌ膜である被エッチン
グ膜１８２を堆積させた。
【０３２７】続いてこの石英基板１０１を図２０に示す
クリーニング室で以下の様に表面洗浄を行なった。試料
を保持台３２０２に載せ、真空排気装置（図示せず）に
よってクリーニング室３２００の内部が１０-7ｔｏｒｒ
以下になるまで真空排気した。ガス導入口３２０１より
試料の表面をクリーニングするガス、この場合Ａｒ５０
ｓｃｃｍをクリーニング室３２００内に導入し、クリー
ニング室３２００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。次に１
３．５６ＭＨｚ、１００Ｗの高周波をマッチングボック
ス３２０６を調整しながら、保持台３２０２に印加し、
保持台３２０２と対向電極３２０３の間の空間にプラズ
マを発生させた。保持台３２０２はマッチングボックス
３２０６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
ら保持台３２０２と対向電極３２０３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被エッチング膜１８２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。
【０３２８】次に、被エッチング膜１８２の表面に部分
的に表面改質層を形成するために、改質ガス中での選択
光照射を図６に示す潜像室６０３で行なった。この場合
は、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。石英基板１０１
を試料保持台６０２に載せ真空排気装置（図示せず）に
よって潜像の内部が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空
排気した。ガス導入口６０４よりＮＯ2 ガスを潜像室６
０３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。光源６０５であるＫｒＦエキ
シマレーザーで発振させた波長２４８ｎｍのレーザー光
を照明光学系６１４によってマスク６０９に均一に照射
し、投影光学系６０６によってＡｌ膜表面にマスク６０
９のパターン像を窓６０７を通して結像させた（図２５
（ｃ））。なお窓６０７の材質としては波長２４８ｎｍ
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。マスク像が結像した被エッチング膜１８２の表面
では、光１８３が当った部分のみでＮＯ2 とＡｌが光化
学反応を起こし、１０分間の露光で被エッチング層１８
２の表面に厚さ１５ÅのＡｌＯX である第１の保護膜１
８４が図２５（ｄ）に示すように部分的に形成された。
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被エッチング膜１８２の表面
に形成された。換言すればＡｌがＡｌＯX に改質され、
潜像が形成された。続いてこの試料を図２３に示すエッ
チング室３５００で以下の様にケミカルドライエッチン
グを行なった。石英基板１０１を保持台３５０２に載せ
真空排気装置（図示せず）によってエッチング室３５０
０の内部が１０-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気し
た。ガス導入口３５０１よりＣｌ2 ５００ｓｃｃｍをマ
イクロ波プラズマガス励起装置３５０３内に導入し、エ
ッチング室３５００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。マイクロ
波発生装置（図示せず）で発生した２．４５ＧＨｚ、７
００Ｗのマイクロ波をマイクロ波プラズマガス励起装置
３５０３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３５０４に
よって基板１０１の表面にエッチングマスクであるＡｌ
ＯX 膜が消失するまで供給した。この際のエッチング時
間は３分であった。この場合の図２５（ｄ）に示すＡｌ
膜１８２のエッチングマスクＡｌＯX 膜１８４に対する
エッチング選択比は１５０であるため、前記エッチング
後には、図２５（ｅ）に示す様に、被エッチング膜であ
るＡｌ膜１８２のエッチング深さがまだ不充分であっ
た。
【０３２９】そこで再びエッチングマスクを形成するた
めに、図６に示す潜像室６０３において、先程の表面改
質層形成と同様の条件で図２５（ｆ）に示されるように
光１８５による１０分間の露光で被エッチング膜１８２
の表面の先述と同じ位置に厚さ１５ÅのＡｌＯX 膜１８
６を形成した（図２５（ｇ））。
【０３３０】続いて、この基板１０１を図２３に示すエ
ッチング室３５００で先述と同様のエッチング条件で３
分間エッチングしたところ図２５（ｈ）に示す様に充分
な深さのエッチングパターンを得ることができた。 （実施例２２）本発明を用いてアモルファスシリコンフ
ォトセンサーを作製した。図２６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。
【０３３１】まず同図（ａ）に示す様に、実施例２１と
同様にスパッタ法にてガラス基板４０９１上に厚さ３０
００ÅのＡｌ膜４０９２を成膜した。
【０３３２】次に実施例２１と同様にして、ＡｌＯX 膜
を１５Å形成し、このＡｌＯX 膜をマスクにしてエッチ
ングを行ない、図２６（ｂ）に示す様な下部電極（Ａｌ
膜）４０９２を形成した。
【０３３３】次に図２６（ｃ）に示す様に、ａ−ＳｉＮ
膜４０９３、ａ−Ｓｉ膜４０９４、ｎ+ −ａ−Ｓｉ膜４
０９５を、図２２に示すプラズマ成膜室で、以下に示す
様に順次積層した。
【０３３４】まずＡｌ電極パターン４０９２付きガラス
基板４０９１を、図２２に示すプラズマ成膜室３４００
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３４０２に載せ、真空排気装置
（図示せず）によってプラズマ成膜室３４００の内部が
１０-7ｔｏｒｒ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。
【０３３５】次にガス導入口３４０１よりＳｉＨ4 １０
ｓｃｃｍ、Ｈ2 ９０ｓｃｃｍ、ＮＨ 3 ３００ｓｃｃｍを
プラズマ成膜室３４００内に導入し、プラズマ成膜室３
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。
【０３３６】次に１３．５６ＭＨｚ、３０Ｗの高周波を
マッチングボックス３４０６を調整しながら、対向電極
３４０３に印加し、被加工材料保持台３４０２と対向電
極３４０３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２６（ｃ）に示すように厚さ
３０００Åのａ−ＳｉＮ膜４０９３を形成した。
【０３３７】続いてＳｉ６０ｓｃｃｍ、Ｈ2 ５４０ｓｃ
ｃｍを導入し、圧力０．５ｔｏｒｒ、パワー５０Ｗの条
件で厚さ６０００Åのａ−Ｓｉ膜４０９４を形成し、Ｓ
ｉＨ 4 ３ｓｃｃｍ、Ｈ2 希釈１００ｐｐｍのＰＨ3 １５
０ｓｃｃｍ、Ｈ2 ３０ｓｃｃｍを導入し、圧力０．５ｔ
ｏｒｒ、パワー２００Ｗの条件で厚さ１５００Åのｎ +
−ａ−Ｓｉ膜４０９５をそれぞれ形成した。
【０３３８】更に、図２６（ｃ）の４０９６に示すＡｌ
膜を、実施例２１と同様にして５０００Å形成した。
【０３３９】次に実施例２１と同様にして、ＡｌＯX を
１５Å形成し、このＡｌＯX 膜をマスクにしてエッチン
グをするという工程を２回繰り返して、図２６（ｄ）に
示す光入射窓４０９７と上部電極（Ａｌ膜）４０９６を
形成した。
【０３４０】この様にして、アモルファスシリコンフォ
トセンサーを作製したところ、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。
【０３４１】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明の微細加工方
法及び微細加工装置によれば、第１の工程で被加工材料
表面にエネルギーを付与することで化学的に活性な層を
形成しているので第２の工程で選択的にエネルギービー
ムを照射して、高速で潜像層を形成できる。
【０３４２】また上記した活性層を形成する方法として
は、光を照射し、化学的に活性な活性層を形成する場
合、熱エネルギーを与え、熱化学的に活性な活性層を形
成する場合、プラズマに曝し、化学的に活性な活性層を
形成する場合、あるいはこれらを適宜組合わせることが
できるが、いずれの方法も簡単な構成で充分必要な活性
層を得ることができる。
【０３４３】またエッチング処理はプラズマを用いるた
め、高精度で高速に行なうことができ、被加工材料に微
細加工を行なう一連の工程として、従来の光エッチング
を用いる工程に比べて、高精度、かつ高速処理が可能と
なる。
【０３４４】更に励起ガス又はプラズマから被加工材料
面に達するイオンのエネルギーを低くすることによっ
て、より一層損傷がない微細加工も可能である。
【０３４５】又レジストを用いないため、ごみの発生が
極めて少なく、歩留が極めて良い微細加工が可能となる
効果がある。
【０３４６】又、表面改質層（潜像）形成工程とエッチ
ング工程を連続して複数回行なうことによって、エッチ
ングマスクとして使用される保護膜の膜厚を調整するこ
とができる。エッチング量（深さ）は保護膜の合計膜厚
に応じたものとなるので、充分に深いエッチングを行な
いたい場合に、それに応じた保護膜の合計膜厚を得るこ
とが可能となるので、所望のエッチング量（深さ）を容
易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の微細加工方法の工程の流れを説明する
ための工程図である。
【図２】本発明の装置のうち好適な一例を示した概要構
成図である。
【図３】ロードロック室の概略構造を示す断面図であ
る。
【図４】搬送部の概略構造を示す断面図である。
【図５】表面活性部の概略構造を示す断面図である。
【図６】潜像部の概略構造を示す断面図である。
【図７】エッチング部の概略構造を示す断面図である。
【図８】マスクを用いない潜像部の概略構造を示す断面
図である。
【図９】電子ビームを用いた潜像部の概略構造を示す断
面図である。
【図１０】イオンビームを用いた潜像部の概略構造を示
す断面図である。
【図１１】励起ガスを用いるエッチング部の概略構造を
示す断面図である。
【図１２】光エッチング装置の概略図である。
【図１３】光エッチング装置でマスクを用いる場合の概
略図である。
【図１４】潜像部の概略構造を示す断面図である。
【図１５】表面活性部の概略構造を示す断面図である。
【図１６】表面活性部の概略構造を示す断面図である。
【図１７】微細加工方法を利用した微細パターン形成方
法を説明するための模式的工程図である。
【図１８】微細パターン形成に用いられるめっき装置の
一例を説明するための概略図である。
【図１９】本発明の微細加工方法の別の一例を説明する
ための工程図である。
【図２０】クリーニング装置の一例を示す概略図であ
る。
【図２１】スパッタ成膜室の一例を示す概略図である。
【図２２】プラズマ成膜室の一例を示す概略図である。
【図２３】エッチング室の一例を示す概略図である。
【図２４】ＳｉＯ2 膜厚の酸化時間依存性を示す図であ
る。
【図２５】本発明の微細加工方法の更に別の一例を説明
するための工程図である。
【図２６】本発明をアモルファスシリコンセンサーに適
用した場合の一例を説明するための工程図である。
【符号の説明】
１００ 基板 １０３ 活性層 １０５ 潜像層 １０６ エネルギービーム １０７ プラズマ又は励起種 １０８ パターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−157026（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−165723（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/3065 H01L 21/027 H01L 21/28

Claims (92)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被加工材料を格納した反応容器内に第１
    の反応ガスを導入し、光を照射することにより、前記材
    料表面に、該材料と前記第１の反応ガスとの光化学反応
    により生成される活性層を形成する第１の工程と、 前記活性層に、第２の反応ガス雰囲気中で選択的にエネ
    ルギーを照射し、該照射部のみ化学変化させて潜像層を
    形成する第２の工程と、 前記潜像層又は活性層を除去する第３の工程と、 前記第３の工程で除去せずに残った部分を遮蔽マスクに
    して、該マスク部分以外の部分をエッチングする第４の
    工程とを含んで構成されることを特徴とする微細加工方
    法。
  2. 【請求項２】 前記第３の工程が前記潜像層以外の部分
    のみを除去することを特徴とする請求項１に記載の微細
    加工方法。
  3. 【請求項３】 前記第１の反応ガスとして、硫化水素を
    用いることを特徴とする請求項１に記載の微細加工方
    法。
  4. 【請求項４】 前記第１の反応ガスとして、ヨウ化水素
    を用いることを特徴とする請求項１に記載の微細加工方
    法。
  5. 【請求項５】 前記第２の反応ガスとして、酸素を用い
    ることを特徴とする請求項１に記載の微細加工方法。
  6. 【請求項６】 前記第２の反応ガスとして、酸素と水素
    を用いることを特徴とする請求項１に記載の微細加工方
    法。
  7. 【請求項７】 前記第１の工程で活性層として硫化物を
    形成することを特徴とする請求項１に記載の微細加工方
    法。
  8. 【請求項８】 前記第１の工程で活性層としてヨウ化物
    を形成することを特徴とする請求項１に記載の微細加工
    方法。
  9. 【請求項９】 前記第２の工程で選択的にエネルギーを
    照射する工程としてレーザービーム照射を行なうことを
    特徴とする請求項１に記載の微細加工方法。
  10. 【請求項１０】 前記第２の工程で選択的にエネルギー
    を照射する工程として電子ビーム照射を行なうことを特
    徴とする請求項１に記載の微細加工方法。
  11. 【請求項１１】 前記第２の工程で選択的にエネルギー
    を照射する工程としてイオンビーム照射を行なうことを
    特徴とする請求項１に記載の微細加工方法。
  12. 【請求項１２】 前記第３及び第４の工程でプラズマを
    用いて処理を行なうことを特徴とする請求項１に記載の
    微細加工方法。
  13. 【請求項１３】 前記第３及び第４の工程で励起種を用
    いて処理を行なうことを特徴とする請求項１に記載の微
    細加工方法。
  14. 【請求項１４】 被加工材料を保持する手段と、 前記被加工材料に、反応ガス中で光を照射して、前記被
    加工材料表面に活性層を形成する活性層形成手段と、 前記活性層に、反応ガス中で選択的にエネルギーを照射
    して潜像層を形成する、潜像層形成手段と、 前記潜像層又は活性層を除去して遮蔽マスクを形成す
    る、遮蔽マスク形成手段と、 前記除去せずに残った部分を遮蔽マスクとして、該マス
    ク以外の部分をエッチングするエッチング手段と、を有
    することを特徴とする微細加工装置。
  15. 【請求項１５】 前記遮蔽マスク形成手段が、前記潜像
    層の部分以外の部分を除去して遮蔽マスクを形成するこ
    とを特徴とする請求項１４に記載の微細加工装置。
  16. 【請求項１６】 前記遮蔽マスク形成手段が、プラズマ
    照射により行なわれることを特徴とする請求項１４に記
    載の微細加工装置。
  17. 【請求項１７】 前記遮蔽マスク形成手段が、励起種照
    射により行なわれることを特徴とする請求項１４に記載
    の微細加工装置。
  18. 【請求項１８】 前記被加工材料を保持する手段が該材
    料を加熱する手段を内蔵し、前記光照射とともに該材料
    を加熱して、光化学反応を促進することを特徴とする請
    求項１４に記載の微細加工装置。
  19. 【請求項１９】 前記選択的にエネルギーを照射する手
    段として、レーザービーム照射手段を有することを特徴
    とする請求項１４に記載の微細加工装置。
  20. 【請求項２０】 前記選択的にエネルギーを照射する手
    段として、イオンビーム照射手段を有することを特徴と
    する請求項１４に記載の微細加工装置。
  21. 【請求項２１】 前記選択的にエネルギーを照射する手
    段として、電子ビーム照射手段を有することを特徴とす
    る請求項１４に記載の微細加工装置。
  22. 【請求項２２】 被加工材料を保持する手段と、該材料
    に光を照射する手段と、反応ガスを導入する手段と、真
    空排気手段とを有し、前記被加工材料表面に活性層を形
    成する第１の反応容器と、 前記被加工材料を保持する手段と、反応ガスを導入する
    手段と、真空排気手段と、前記被加工材料表面に選択的
    にエネルギーを照射する手段とを有し、該エネルギー照
    射部に潜像層を形成する第２の反応容器と、 前記被加工材料を保持する手段と、反応ガスを導入する
    手段と、真空排気手段と、プラズマを導入する手段とを
    有し、前記潜像層又は活性層を除去し、該除去せずに残
    った部分を遮蔽マスクとして、該マスク以外の部分をエ
    ッチングする第３の反応容器と、 前記第１、第２、第３の反応容器内において、前記被加
    工材料を大気にさらすことなく移動させる手段とを有す
    ることを特徴とする微細加工装置。
  23. 【請求項２３】 前記潜像層以外の部分のみを除去し、
    該除去せずに残った部分を遮蔽マスクとして、該マスク
    以外の部分をエッチングする第３の反応容器を有するこ
    とを特徴とする請求項２２に記載の微細加工装置。
  24. 【請求項２４】 前記プラズマを発生させるプラズマ発
    生室を有し、該プラズマ発生室から前記第３の反応容器
    に、励起されたガスのみを供給することを特徴とする請
    求項２２に記載の微細加工装置。
  25. 【請求項２５】 前記プラズマを発生させるプラズマ発
    生室を有し、該プラズマ発生室から前記第３の反応容器
    に、プラズマを供給することを特徴とする請求項２２に
    記載の微細加工装置。
  26. 【請求項２６】 被加工材料を格納した反応容器内に第
    １の反応ガスを導入し、加熱することにより、前記材料
    表面に、該材料と前記第１の反応ガスとの熱化学反応に
    より生成される活性層を形成する第１の工程と、 前記活性層に、第２の反応ガス雰囲気中で選択的にエネ
    ルギーを照射し、該照射部のみ化学変化させて潜像層を
    形成する第２の工程と、 前記潜像層又は活性層を除去する第３の工程と、 前記第３の工程で除去せずに残った部分を遮蔽マスクに
    して、該マスク部分以外の部分をエッチングする第４の
    工程とを含んで構成されることを特徴とする微細加工方
    法。
  27. 【請求項２７】 前記第３の工程が前記潜像層以外の部
    分のみを除去することを特徴とする請求項２６に記載の
    微細加工方法。
  28. 【請求項２８】 前記第１の反応ガスとして、硫化水素
    を用いることを特徴とする請求項２６に記載の微細加工
    方法。
  29. 【請求項２９】 前記第１の反応ガスとして、ヨウ化水
    素を用いることを特徴とする請求項２６に記載の微細加
    工方法。
  30. 【請求項３０】 前記第２の反応ガスとして、酸素を用
    いることを特徴とする請求項２６に記載の微細加工方
    法。
  31. 【請求項３１】 前記第２の反応ガスとして、酸素と水
    素を用いることを特徴とする請求項２６に記載の微細加
    工方法。
  32. 【請求項３２】 前記第１の工程で活性層として硫化物
    を形成することを特徴とする請求項２６に記載の微細加
    工方法。
  33. 【請求項３３】 前記第１の工程で活性層としてヨウ化
    物を形成することを特徴とする請求項２６に記載の微細
    加工方法。
  34. 【請求項３４】 前記第２の工程で選択的にエネルギー
    を照射する工程としてレーザービーム照射を行なうこと
    を特徴とする請求項２６に記載の微細加工方法。
  35. 【請求項３５】 前記第２の工程で選択的にエネルギー
    を照射する工程として電子ビーム照射を行なうことを特
    徴とする請求項２６に記載の微細加工方法。
  36. 【請求項３６】 前記第２の工程で選択的にエネルギー
    を照射する工程としてイオンビーム照射を行なうことを
    特徴とする請求項２６に記載の微細加工方法。
  37. 【請求項３７】 前記第３及び第４の工程でプラズマを
    用いて処理を行なうことを特徴とする請求項２６に記載
    の微細加工方法。
  38. 【請求項３８】 前記第３及び第４の工程で励起種を用
    いて処理を行なうことを特徴とする請求項２６に記載の
    微細加工方法。
  39. 【請求項３９】 被加工材料を保持する手段と、 前記被加工材料を、反応ガス中で加熱して、前記被加工
    材料表面に活性層を形成する活性層形成手段と、 前記活性層に、反応ガス中で選択的にエネルギーを照射
    して潜像層を形成する、潜像層形成手段と、 前記潜像層又は活性層を除去して遮蔽マスクを形成す
    る、遮蔽マスク形成手段と、 前記除去せずに残った部分を遮蔽マスクとして、該マス
    ク以外の部分をエッチングするエッチング手段と、を有
    することを特徴とする微細加工装置。
  40. 【請求項４０】 前記遮蔽マスク形成手段が、前記潜像
    層の部分以外の部分を除去して遮蔽マスクを形成するこ
    とを特徴とする請求項３９に記載の微細加工装置。
  41. 【請求項４１】 前記遮蔽マスク形成手段が、プラズマ
    照射により行なわれることを特徴とする請求項３９に記
    載の微細加工装置。
  42. 【請求項４２】 前記遮蔽マスク形成手段が、励起種照
    射により行なわれることを特徴とする請求項３９に記載
    の微細加工装置。
  43. 【請求項４３】 前記被加工材料を保持する手段が、前
    記被加工材料を加熱する手段を内蔵して構成されること
    を特徴とする請求項３９に記載の微細加工装置。
  44. 【請求項４４】 前記選択的にエネルギーを照射する手
    段として、レーザービーム照射手段を有することを特徴
    とする請求項３９に記載の微細加工装置。
  45. 【請求項４５】 前記選択的にエネルギーを照射する手
    段として、イオンビーム照射手段を有することを特徴と
    する請求項３９に記載の微細加工装置。
  46. 【請求項４６】 前記選択的にエネルギーを照射する手
    段として、電子ビーム照射手段を有することを特徴とす
    る請求項３９に記載の微細加工装置。
  47. 【請求項４７】 被加工材料を保持する手段と、該材料
    を加熱する手段と、反応ガスを導入する手段と、真空排
    気手段とを有し、前記被加工材料表面に活性層を形成す
    る第１の反応容器と、 前記被加工材料を保持する手段と、反応ガスを導入する
    手段と、真空排気手段と、前記被加工材料表面に選択的
    にエネルギーを照射する手段とを有し、該エネルギー照
    射部に潜像層を形成する第２の反応容器と、 前記被加工材料を保持する手段と、反応ガスを導入する
    手段と、真空排気手段と、プラズマを導入する手段とを
    有し、前記潜像層又は活性層を除去し、該除去せずに残
    った部分を遮蔽マスクとして、該マスク以外の部分をエ
    ッチングする第３の反応容器と、 前記第１、第２、第３の反応容器内において、前記被加
    工材料を大気にさらすことなく移動させる手段とを有す
    ることを特徴とする微細加工装置。
  48. 【請求項４８】 前記潜像層以外の部分のみを除去し、
    該除去せずに残った部分を遮蔽マスクとして、該マスク
    以外の部分をエッチングする第３の反応容器を有するこ
    とを特徴とする請求項４７に記載の微細加工装置。
  49. 【請求項４９】 前記プラズマを発生させるプラズマ発
    生室を有し、該プラズマ発生室から前記第３の反応容器
    に、励起されたガスのみを供給することを特徴とする請
    求項４７に記載の微細加工装置。
  50. 【請求項５０】 前記プラズマを発生させるプラズマ発
    生室を有し、該プラズマ発生室から前記第３の反応容器
    に、プラズマを供給することを特徴とする請求項４７に
    記載の微細加工装置。
  51. 【請求項５１】 反応容器内にある試料保持台に被処理
    試料を載置し、該反応容器内に第１の反応ガスを導入
    し、該反応ガスに電磁エネルギーを供給してプラズマを
    発生させ、前記試料表面を該プラズマに曝しプラズマ化
    学反応を生じせしめ該試料表面の組成を化学的に変化さ
    せ活性層を形成する第１の工程と、第２の反応ガス雰囲
    気中で第１の工程を施した前記試料表面に選択的にエネ
    ルギーを照射し、照射部のみ化学変化させ潜像層を形成
    する第２の工程と、前記形成した潜像層を除去するか又
    は前記潜像層以外の部分を除去する第３の工程と、第３
    の工程で除去せずに残った部分を遮蔽マスクにして該マ
    スク部分以外の部分をエッチングする第４の工程によっ
    て構成されることを特徴とする微細加工方法。
  52. 【請求項５２】 第１の工程で活性層として硫化物を形
    成する請求項５１記載の微細加工方法。
  53. 【請求項５３】 第１の工程で活性層としてヨウ化物を
    形成する請求項５１記載の微細加工方法。
  54. 【請求項５４】 第２の工程で選択的にエネルギービー
    ムを照射する手段として光照射を行なう請求項５１記載
    の微細加工方法。
  55. 【請求項５５】 第２の工程で選択的にエネルギービー
    ムを照射する手段として電子ビーム照射を行なう請求項
    ５１記載の微細加工方法。
  56. 【請求項５６】 第２の工程で選択的にエネルギーを照
    射する手段としてイオンビーム照射を行なう請求項５１
    記載の微細加工方法。
  57. 【請求項５７】 前記第３及び第４の工程でプラズマを
    用いて処理を行なう請求項５１記載の微細加工方法。
  58. 【請求項５８】 第３及び第４の工程で励起種を用いて
    処理を行なう請求項５１記載の微細加工方法。
  59. 【請求項５９】 第１の工程を行なう真空気密可能な第
    １の反応容器内に被処理試料を載置する試料保持台を設
    置し、更に前記被処理試料の第１の工程の処理に用いる
    処理ガスを前記第１の反応容器内に供給する手段と、該
    処理ガスにプラズマを発生させるための電磁エネルギー
    供給する手段とを有する第１の反応容器と、第２の工程
    を行なう真空気密可能な第２の反応容器内に被処理試料
    を載置可能な手段を有する試料保持台を設置し、更に前
    記被処理試料の第２の工程の処理に用いる処理ガスを第
    ２の反応容器内に供給するガス手段と、前記第２の反応
    容器内を真空排気する真空排気手段と、エネルギービー
    ムを発生させ制御し該試料表面に照射可能な手段とを有
    する第２の反応容器、第３及び第４の工程を行なう真空
    気密可能な第３の反応容器内に被処理試料を載置可能な
    手段を有する試料保持台を設置し、更に前記被処理試料
    の第３及び第４の工程の処理に用いる処理ガスを第３の
    反応容器内に供給するガス手段、前記第３の反応容器内
    を真空排気する真空排気手段とを有し第３の反応容器内
    にプラズマを発生させる手段又は第３の反応容器外にあ
    り第３及び第４の工程の処理に用いる処理ガスのプラズ
    マ発生可能な発生室を有し、該プラズマ室から第３の反
    応容器に、励起されたガスのみを供給できる手段又はプ
    ラズマを供給できる手段を少なくとを有する微細加工装
    置であって、第１、第２、第３の反応容器はゲートバル
    ブで連結されるか又は試料搬送手段、真空排気手段を有
    する真空気密可能真空容器に、ゲートバルブを介して接
    続され、試料を大気に戻すことなく第１、第２、第３、
    第４の工程を連続して処理できることを特徴とする微細
    加工装置。
  60. 【請求項６０】 試料表面の所望の部位を、選択的にエ
    ネルギービーム照射することを含む表面改質を行なう第
    １の工程と、前記工程によって形成された表面改質領域
    以外の部位に、めっき法によって薄膜を形成させる第２
    の工程とを含むことを特徴とする薄膜の微細パターン形
    成方法。
  61. 【請求項６１】 第１の工程で選択的にエネルギービー
    ムを照射する手段として、光照射を行なう請求項６０記
    載の薄膜の微細パターン形成方法。
  62. 【請求項６２】 第１の工程で選択的にエネルギービー
    ムを照射する手段として、電子ビーム照射を行なう請求
    項６０記載の薄膜の微細パターン形成方法。
  63. 【請求項６３】 第１の工程で選択的にエネルギービー
    ムを照射する手段として、イオンビーム照射を行なう請
    求項６０記載の薄膜の微細パターン形成方法。
  64. 【請求項６４】 第１の工程で表面改質として、前記エ
    ネルギービームを照射し化学反応を生じせしめて、酸化
    膜を選択的に形成する工程を含む請求項６０記載の薄膜
    の微細パターン形成方法。
  65. 【請求項６５】 第２の工程でめっき法として、電解め
    っき法を用いる請求項６０記載の薄膜の微細パターン形
    成方法。
  66. 【請求項６６】 第２の工程でめっき法として、無電解
    めっき法を用いる請求項６０記載の薄膜の微細パターン
    形成方法。
  67. 【請求項６７】 被加工材料を格納した反応容器内に第
    １の反応ガスを導入し、エルネギーを付与することによ
    り、前記材料表面に、該材料と前記第１の反応ガスとの
    化学反応により生成される活性層を形成する第１の工程
    と、 前記活性層に、第２の反応ガス雰囲気中で選択的にエネ
    ルギーを照射し、該照射部のみ化学変化させて潜像層を
    形成する第２の工程と、 前記潜像層又は活性層を除去する第３の工程と、 前記第３の工程で除去せずに残った部分を遮蔽マスクに
    して、該マスク部分以外の部分をエッチングする第４の
    工程とを含んで構成されることを特徴とする微細加工方
    法。
  68. 【請求項６８】 前記第３の工程が前記潜像層以外の部
    分のみを除去することを特徴とする請求項６７に記載の
    微細加工方法。
  69. 【請求項６９】 前記第１の反応ガスとして、硫化水素
    を用いることを特徴とする請求項６７に記載の微細加工
    方法。
  70. 【請求項７０】 前記第１の反応ガスとして、ヨウ化水
    素を用いることを特徴とする請求項６７に記載の微細加
    工方法。
  71. 【請求項７１】 前記第２の反応ガスとして、酸素を用
    いることを特徴とする請求項６７に記載の微細加工方
    法。
  72. 【請求項７２】 前記第２の反応ガスとして、酸素と水
    素を用いることを特徴とする請求項６７に記載の微細加
    工方法。
  73. 【請求項７３】 前記第１の工程で活性層として硫化物
    を形成することを特徴とする請求項６７に記載の微細加
    工方法。
  74. 【請求項７４】 前記第１の工程で活性層としてヨウ化
    物を形成することを特徴とする請求項６７に記載の微細
    加工方法。
  75. 【請求項７５】 前記第２の工程で選択的にエネルギー
    を照射する工程としてレーザービーム照射を行なうこと
    を特徴とする請求項６７に記載の微細加工方法。
  76. 【請求項７６】 前記第２の工程で選択的にエネルギー
    を照射する工程として電子ビーム照射を行なうことを特
    徴とする請求項６７に記載の微細加工方法。
  77. 【請求項７７】 前記第２の工程で選択的にエネルギー
    を照射する工程としてイオンビーム照射を行なうことを
    特徴とする請求項６７に記載の微細加工方法。
  78. 【請求項７８】 前記第３及び第４の工程でプラズマを
    用いて処理を行なうことを特徴とする請求項６７に記載
    の微細加工方法。
  79. 【請求項７９】 前記第３及び第４の工程で励起種を用
    いて処理を行なうことを特徴とする請求項６７に記載の
    微細加工方法。
  80. 【請求項８０】 被加工材料を保持する手段と、 前記被加工材料に、反応ガス中でエルネギーを付与し
    て、前記被加工材料表面に活性層を形成する活性層形成
    手段と、 前記活性層に、反応ガス中で選択的にエネルギーを照射
    して潜像層を形成する、潜像層形成手段と、 前記潜像層又は活性層を除去して遮蔽マスクを形成す
    る、遮蔽マスク形成手段と、 前記除去せずに残った部分を遮蔽マスクとして、該マス
    ク以外の部分をエッチングするエッチング手段と、を有
    することを特徴とする微細加工装置。
  81. 【請求項８１】 前記遮蔽マスク形成手段が、前記潜像
    層の部分以外の部分を除去して遮蔽マスクを形成するこ
    とを特徴とする請求項８０に記載の微細加工装置。
  82. 【請求項８２】 前記遮蔽マスク形成手段が、プラズマ
    照射により行なわれることを特徴とする請求項８０に記
    載の微細加工装置。
  83. 【請求項８３】 前記遮蔽マスク形成手段が、励起種照
    射により行なわれることを特徴とする請求項８０に記載
    の微細加工装置。
  84. 【請求項８４】 前記被加工材料を保持する手段が該材
    料を加熱する手段を内蔵し、前記光照射とともに該材料
    を加熱して、光化学反応を促進することを特徴とする請
    求項８０に記載の微細加工装置。
  85. 【請求項８５】 前記選択的にエネルギーを照射する手
    段として、レーザービーム照射手段を有することを特徴
    とする請求項８０に記載の微細加工装置。
  86. 【請求項８６】 前記選択的にエネルギーを照射する手
    段として、イオンビーム照射手段を有することを特徴と
    する請求項８０に記載の微細加工装置。
  87. 【請求項８７】 前記選択的にエネルギーを照射する手
    段として、電子ビーム照射手段を有することを特徴とす
    る請求項８０に記載の微細加工装置。
  88. 【請求項８８】 被加工材料を保持する手段と、該材料
    にエルネギーを付与する手段と、反応ガスを導入する手
    段と、真空排気手段とを有し、前記被加工材料表面に活
    性層を形成する第１の反応容器と、 前記被加工材料を保持する手段と、反応ガスを導入する
    手段と、真空排気手段と、前記被加工材料表面に選択的
    にエネルギーを照射する手段とを有し、該エネルギー照
    射部に潜像層を形成する第２の反応容器と、 前記被加工材料を保持する手段と、反応ガスを導入する
    手段と、真空排気手段と、プラズマを導入する手段とを
    有し、前記潜像層又は活性層を除去し、該除去せずに残
    った部分を遮蔽マスクとして、該マスク以外の部分をエ
    ッチングする第３の反応容器と、 前記第１、第２、第３の反応容器内において、前記被加
    工材料を大気にさらすことなく移動させる手段とを有す
    ることを特徴とする微細加工装置。
  89. 【請求項８９】 前記潜像層以外の部分のみを除去し、
    該除去せずに残った部分を遮蔽マスクとして、該マスク
    以外の部分をエッチングする第３の反応容器を有するこ
    とを特徴とする請求項８８に記載の微細加工装置。
  90. 【請求項９０】 前記プラズマを発生させるプラズマ発
    生室を有し、該プラズマ発生室から前記第３の反応容器
    に、励起されたガスのみを供給することを特徴とする請
    求項８８に記載の微細加工装置。
  91. 【請求項９１】 前記プラズマを発生させるプラズマ発
    生室を有し、該プラズマ発生室から前記第３の反応容器
    に、プラズマを供給することを特徴とする請求項８８に
    記載の微細加工装置。
  92. 【請求項９２】 少なくとも前記第２の工程と第４の工
    程が複数回この順で行なわれる請求項６７に記載の微細
    加工方法。
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