JPH0712033B2 - イオンビ−ムによる微細パタ−ン形成法 - Google Patents
イオンビ−ムによる微細パタ−ン形成法Info
- Publication number
- JPH0712033B2 JPH0712033B2 JP59093538A JP9353884A JPH0712033B2 JP H0712033 B2 JPH0712033 B2 JP H0712033B2 JP 59093538 A JP59093538 A JP 59093538A JP 9353884 A JP9353884 A JP 9353884A JP H0712033 B2 JPH0712033 B2 JP H0712033B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion beam
- reaction chamber
- light
- particles
- ion
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/48—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
- C23C16/486—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation using ion beam radiation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、励起された反応性粒子とイオンビームとの相
乗効果による物質の変化により基板に所要のパターンを
形成する方法に関する。
乗効果による物質の変化により基板に所要のパターンを
形成する方法に関する。
ここで、励起された反応性粒子とは、後述のように、反
応室とは離れた位置でマイクロ波励起され、反応室まで
輸送することのできる長寿命ラジカルから成る反応性励
起粒子や、短波長電磁光波を含む広義の光化学励起反応
によって励起された反応性励起粒子を含む総称である。
応室とは離れた位置でマイクロ波励起され、反応室まで
輸送することのできる長寿命ラジカルから成る反応性励
起粒子や、短波長電磁光波を含む広義の光化学励起反応
によって励起された反応性励起粒子を含む総称である。
従来から報告されているプラズマエッチにおいては、レ
ジストパターンを予め形成することによつて保護マスク
とし、全面プラズマ反応を行わせることによつて、パタ
ーンエッチを行つている。
ジストパターンを予め形成することによつて保護マスク
とし、全面プラズマ反応を行わせることによつて、パタ
ーンエッチを行つている。
また、減圧した酸素の放電（酸素のプラズマ）内で半導
体や金属の表面に酸化膜を成長させるプラズマ酸化は低
温で形成できるので広い応用の可能性をもつ。
体や金属の表面に酸化膜を成長させるプラズマ酸化は低
温で形成できるので広い応用の可能性をもつ。
これらのプロセスにおいて、選択的なパターン形成はマ
スク用の遮蔽物質がないかぎり不可能であつた。光化学
反応はガス状分子を励起して、反応性励起粒子にする作
用をもつが、一方では光パターン照射しながら反応性ガ
スまたは反応性励起粒子を送れば、直接パターンを形成
できる特徴をもつている。しかしながら、イオンビーム
によるパターン形成と比べると、多くの場合、微細加工
性において劣つている。
スク用の遮蔽物質がないかぎり不可能であつた。光化学
反応はガス状分子を励起して、反応性励起粒子にする作
用をもつが、一方では光パターン照射しながら反応性ガ
スまたは反応性励起粒子を送れば、直接パターンを形成
できる特徴をもつている。しかしながら、イオンビーム
によるパターン形成と比べると、多くの場合、微細加工
性において劣つている。
一方、イオンビームによるパターン形成はイオンビーム
リソグラフィーにおいて、いくつかのイオン源をもちい
て、実験データが出されている。多くは液体金属イオン
源を用いるもので、Ga,Auなど報告がある。
リソグラフィーにおいて、いくつかのイオン源をもちい
て、実験データが出されている。多くは液体金属イオン
源を用いるもので、Ga,Auなど報告がある。
またB,As,Si,Be等のマスクレスイオン注入に重要なイオ
ン種は、共晶合金を使つた液体金属イオン源から引き出
される。このために集束イオンビーム装置には質量分離
機能が付加される必要があり、Ｅ×Ｂ質量分離器などが
利用されることが多い。気体イオン源を用いるものはＨ
など若干例があるが、未だ技術的に困難が多いものであ
る。従つて、イオンビームによるパターン形成もイオン
源が限られていることやイオン電流の問題などのため直
接パターン形成プロセスを能率よく行えるほどのスルー
プットをあげていない。
ン種は、共晶合金を使つた液体金属イオン源から引き出
される。このために集束イオンビーム装置には質量分離
機能が付加される必要があり、Ｅ×Ｂ質量分離器などが
利用されることが多い。気体イオン源を用いるものはＨ
など若干例があるが、未だ技術的に困難が多いものであ
る。従つて、イオンビームによるパターン形成もイオン
源が限られていることやイオン電流の問題などのため直
接パターン形成プロセスを能率よく行えるほどのスルー
プットをあげていない。
一方、上述のプラズマ中の反応性励起粒子や光化学反応
による反応性励起粒子は、直接各種の物質をエッチ、酸
化等の処理が可能である。
による反応性励起粒子は、直接各種の物質をエッチ、酸
化等の処理が可能である。
本発明は、上記の実情に鑑み、基板上にレジストパター
ンまたはSiO2膜などの遮蔽パターンを予め設置しない
で、イオンビーム自体にパターン情報を付与し、基板上
でのイオンビームと反応性励起粒子雰囲気との作用によ
る物質の変化を、選択した場所にのみ生じさせ、イオン
ビームの照射のない部分には、そうした変化をわづかし
か起こさせないか、また、適当に選択された条件で殆ど
起こさせないようにすることを主目的としたものであ
り、イオンビームによるパターンの微細化を維持しなが
ら、なおかつ、直接パターン形成をより広範囲に能率よ
く行うことができるようにしたものである。
ンまたはSiO2膜などの遮蔽パターンを予め設置しない
で、イオンビーム自体にパターン情報を付与し、基板上
でのイオンビームと反応性励起粒子雰囲気との作用によ
る物質の変化を、選択した場所にのみ生じさせ、イオン
ビームの照射のない部分には、そうした変化をわづかし
か起こさせないか、また、適当に選択された条件で殆ど
起こさせないようにすることを主目的としたものであ
り、イオンビームによるパターンの微細化を維持しなが
ら、なおかつ、直接パターン形成をより広範囲に能率よ
く行うことができるようにしたものである。
本発明の方法を概説すると、適当に選択された加速エネ
ルギーをもつイオンビームを用いて、差動排気などで可
能になつた反応性励起粒子を含む雰囲気中にある基板上
に、イオン光学系によつて結像させることにより二次元
パターンを描画し、もつて同一素工程で反応性励起粒子
とイオンビームとの相乗効果による反応を基板上に合理
的に行わせる反応性励起粒子の選択的処理が可能なパタ
ーン形成方法であると要約することができる。以下本発
明について実施例に基づき詳細に説明する。
ルギーをもつイオンビームを用いて、差動排気などで可
能になつた反応性励起粒子を含む雰囲気中にある基板上
に、イオン光学系によつて結像させることにより二次元
パターンを描画し、もつて同一素工程で反応性励起粒子
とイオンビームとの相乗効果による反応を基板上に合理
的に行わせる反応性励起粒子の選択的処理が可能なパタ
ーン形成方法であると要約することができる。以下本発
明について実施例に基づき詳細に説明する。
第１図は本発明のイオンビームにパターン情報を付与
し、イオン光学系を介して、反応性励起粒子を含む雰囲
気中にある基板上にイオンビームを投影することによ
り、反応室内の基板部においてイオンビームと反応性励
起粒子の雰囲気とが基板物質に作用することによつて生
じる物質の変化をパターン化した状態で形成し得る装置
の概略構成図である。一つの構成例である第１図におい
て、パターン情報を付与されたイオンビーム１は、上部
の筐筒より、絞り２を通つてイオン光学系によつて集束
されたイオンビーム１となつて、基板３に到達する。絞
り２より上部のイオンビーム集束制御、偏向系はいろい
ろな種類がありうるが、これについて詳しく規定するこ
とが本発明の主旨ではない。これらは現在進展の著しい
イオンビームリソグラフィーと関連がある。
し、イオン光学系を介して、反応性励起粒子を含む雰囲
気中にある基板上にイオンビームを投影することによ
り、反応室内の基板部においてイオンビームと反応性励
起粒子の雰囲気とが基板物質に作用することによつて生
じる物質の変化をパターン化した状態で形成し得る装置
の概略構成図である。一つの構成例である第１図におい
て、パターン情報を付与されたイオンビーム１は、上部
の筐筒より、絞り２を通つてイオン光学系によつて集束
されたイオンビーム１となつて、基板３に到達する。絞
り２より上部のイオンビーム集束制御、偏向系はいろい
ろな種類がありうるが、これについて詳しく規定するこ
とが本発明の主旨ではない。これらは現在進展の著しい
イオンビームリソグラフィーと関連がある。
集束イオンビーム制御、偏向のシステムはいくつか報告
されている。基板に近い方から述べると、第１図に示さ
れるように、まず、Ｘ−Ｙ偏向用に偏向電極23がある。
偏向電極23の前段にアインツエルレンズなどより成る対
物レンズ24がある。これより以前の前段はイオン源の種
類や質量分離機能があるかどうかによつて異なつてく
る。従つて第１図にはイオンビーム制御、偏向系の詳細
を記さないことにする。
されている。基板に近い方から述べると、第１図に示さ
れるように、まず、Ｘ−Ｙ偏向用に偏向電極23がある。
偏向電極23の前段にアインツエルレンズなどより成る対
物レンズ24がある。これより以前の前段はイオン源の種
類や質量分離機能があるかどうかによつて異なつてく
る。従つて第１図にはイオンビーム制御、偏向系の詳細
を記さないことにする。
単体元素よりなる電界放出液体金属イオン源（Gaなど）
の場合は質量分離機能を必要としない。この場合は、イ
オン源、引き出し電極、可動絞り、収束レンズ、偏向
器、基板などのような順次が一つの構成例になる。
の場合は質量分離機能を必要としない。この場合は、イ
オン源、引き出し電極、可動絞り、収束レンズ、偏向
器、基板などのような順次が一つの構成例になる。
一方、共晶合金（Si−Au,B−Ni−Ptなど）を使つた液体
金属イオン源の場合は、イオン源、引出し電極、コンデ
ンサレンズ、質量分離（Ｅ×Ｂ方式）、偏向器、絞り、
対物レンズ、主偏向器、基板などのような順次が一つの
構成例となる。
金属イオン源の場合は、イオン源、引出し電極、コンデ
ンサレンズ、質量分離（Ｅ×Ｂ方式）、偏向器、絞り、
対物レンズ、主偏向器、基板などのような順次が一つの
構成例となる。
また、電子ビームの描画装置と類似の発想で、例えば、
正方形の開口部をもつた第１絞り、第２絞りを用いて可
変成形ビーム方式で描画することも可能である。
正方形の開口部をもつた第１絞り、第２絞りを用いて可
変成形ビーム方式で描画することも可能である。
電子ビーム転写の技術があるように、イオンビームにも
縮小転写が可能である。
縮小転写が可能である。
Ｈ、He、Ne、Arなどの気体イオンソースを用いて、数十
KeVのエネルギーのイオンを10:1程度の縮小イオン光学
系で転写することが可能である。イオンビームの転写の
場合、マスクが一つの問題となるが、金属膜などからな
る自己支持マスクで、10:1の縮小転写が高精度で可能で
あるという報告もある。イオンビームによるパターン形
成と電子ビーム、光によるパターン形成とは異なる点が
ある。電子ビーム、光のパターン形成はエネルギービー
ムの局所的照射と考えてよく、最終的にそれ自体は基板
中に残らない。一方、イオンビームの局所的照射、注入
はエネルギービームの照射という面と物質ビームの局所
的注入、照射という二つの異なる性質をもつている。前
記の意味でイオンビームの注入は基板内にその注入物質
が残る場合のプロセスがありうるという点で光、電子ビ
ームと大きな差がある。
KeVのエネルギーのイオンを10:1程度の縮小イオン光学
系で転写することが可能である。イオンビームの転写の
場合、マスクが一つの問題となるが、金属膜などからな
る自己支持マスクで、10:1の縮小転写が高精度で可能で
あるという報告もある。イオンビームによるパターン形
成と電子ビーム、光によるパターン形成とは異なる点が
ある。電子ビーム、光のパターン形成はエネルギービー
ムの局所的照射と考えてよく、最終的にそれ自体は基板
中に残らない。一方、イオンビームの局所的照射、注入
はエネルギービームの照射という面と物質ビームの局所
的注入、照射という二つの異なる性質をもつている。前
記の意味でイオンビームの注入は基板内にその注入物質
が残る場合のプロセスがありうるという点で光、電子ビ
ームと大きな差がある。
イオンビームが物質ビームの局所的な輸送、注入、デポ
ジションという面をもつために、一筆書き的なビームの
描画とイオンビーム一括転写とでは、直接パターン形成
プロセスとして大きな違いがでてくる。
ジションという面をもつために、一筆書き的なビームの
描画とイオンビーム一括転写とでは、直接パターン形成
プロセスとして大きな違いがでてくる。
イオンビームの転写マスクの製作問題があるにしても、
同時に複数の個所へ微細物質ビームを注入または導入で
きることは、複雑なパターン構成をもつた集積回路など
を直接パターン形成方式で、製造する上で重要な概念と
なる。
同時に複数の個所へ微細物質ビームを注入または導入で
きることは、複雑なパターン構成をもつた集積回路など
を直接パターン形成方式で、製造する上で重要な概念と
なる。
特に、Ｂ、Siなどの不純物の注入というプロセスの他、
ＯやＮの注入が可能になると、ICなどのアイソレーショ
ン方式や局部的な物質層の改質方法として画期的な方法
をもたらすことになる。
ＯやＮの注入が可能になると、ICなどのアイソレーショ
ン方式や局部的な物質層の改質方法として画期的な方法
をもたらすことになる。
以上でイオンビームによるパターン形成の考えられる方
式について述べた。
式について述べた。
次に、反応室の構成について説明する。基板が設置され
ている反応室とイオン集束光学系とは所要の真空度が大
巾に異なるので、複数の排気系によつて差動排気を行
い、イオン光学系への反応性励起粒子などによる汚染を
防止する。
ている反応室とイオン集束光学系とは所要の真空度が大
巾に異なるので、複数の排気系によつて差動排気を行
い、イオン光学系への反応性励起粒子などによる汚染を
防止する。
また、イオンビームの集束と偏向制御に必要な真空度を
維持することにする。
維持することにする。
集束されたイオンビーム１は基板３に照射され、パター
ンが描画される。基板３は基板支持台４の上に設置さ
れ、必要に応じて低温の加熱などの基板部の温度制御が
可能なように、支持台が構成されている。
ンが描画される。基板３は基板支持台４の上に設置さ
れ、必要に応じて低温の加熱などの基板部の温度制御が
可能なように、支持台が構成されている。
支持台４はＸ−Ｙ移動機構５、６の上に設置されてお
り、通常のイオンビーム描画装置と同等程度の精密位置
合わせと精密移動ができる。反応室７内の各種の材料は
プラズマなど反応性励起粒子で腐触されない材料で構成
される。
り、通常のイオンビーム描画装置と同等程度の精密位置
合わせと精密移動ができる。反応室７内の各種の材料は
プラズマなど反応性励起粒子で腐触されない材料で構成
される。
第１図の実施例ではイオンビーム光学系の筐筒は排気口
8aなど複数個の排気口から必要に応じて排気できる。反
応室７は排気口９によつて排気される。反応室内の圧力
は、これらの排気口９、8aなどの排気能力によつて決め
られる。
8aなど複数個の排気口から必要に応じて排気できる。反
応室７は排気口９によつて排気される。反応室内の圧力
は、これらの排気口９、8aなどの排気能力によつて決め
られる。
一方、反応性励起粒子の中で一つの重要な要素である電
界励起されたプラズマは輸送管10を通して導入すること
ができる。輸送管の前にはマグネトロン発振によつて発
生された2.45GHzのマイクロ波が導波管11aに導入され、
導波管の一部に石英管反応部12が挿入されている。導波
路の終端は整合器11bによつてインピーダンス整合が保
たれている。石英管の中に導入管12aを通してCF4＋O2ガ
スを0.1Torr程度で導入する。この程度の圧力で導入す
ると、発生したプラズマは電力の増大に対しても殆ど広
がらず、安定な状態となり、ガスの流量の変化に対して
も整合条件はくずれない。プラズマの輸送管10はテフロ
ンコートにしておけば、放電部で生じた活性種は約1m離
れた反応室においても、あまり減衰することなしに反応
室７に導入される。すなわち、こうした活性種は、長寿
命ラジカルである。
界励起されたプラズマは輸送管10を通して導入すること
ができる。輸送管の前にはマグネトロン発振によつて発
生された2.45GHzのマイクロ波が導波管11aに導入され、
導波管の一部に石英管反応部12が挿入されている。導波
路の終端は整合器11bによつてインピーダンス整合が保
たれている。石英管の中に導入管12aを通してCF4＋O2ガ
スを0.1Torr程度で導入する。この程度の圧力で導入す
ると、発生したプラズマは電力の増大に対しても殆ど広
がらず、安定な状態となり、ガスの流量の変化に対して
も整合条件はくずれない。プラズマの輸送管10はテフロ
ンコートにしておけば、放電部で生じた活性種は約1m離
れた反応室においても、あまり減衰することなしに反応
室７に導入される。すなわち、こうした活性種は、長寿
命ラジカルである。
このような2.45GHzのマイクロ波励起のプラズマエッチ
法については、従来から報告されている。この方法によ
れば多結晶シリコン、Si3N4、SiO2、Nb、Ｗ、Mo、フォ
トレジスト等の各種薄膜がエッチされる。その条件はCF
4の圧力0.12Torr程度でPr＝Po2／PCF4が０〜４程度まで
でエッチが可能である。この励起法によるプラズマエッ
チ法の利点は反応室７において放電用の電極を必要とし
ないことである。上記のプラズマ励起の方法において、
導入ガスとしてO2またはN2を用いて、プラズマ活性化さ
れた酸素または窒素によるプラズマ酸化または窒化も条
件によつては可能となる。
法については、従来から報告されている。この方法によ
れば多結晶シリコン、Si3N4、SiO2、Nb、Ｗ、Mo、フォ
トレジスト等の各種薄膜がエッチされる。その条件はCF
4の圧力0.12Torr程度でPr＝Po2／PCF4が０〜４程度まで
でエッチが可能である。この励起法によるプラズマエッ
チ法の利点は反応室７において放電用の電極を必要とし
ないことである。上記のプラズマ励起の方法において、
導入ガスとしてO2またはN2を用いて、プラズマ活性化さ
れた酸素または窒素によるプラズマ酸化または窒化も条
件によつては可能となる。
以上の説明においては、反応室７内における反応性励起
粒子は、既述の通り、約1m離れた所で発生させても余り
減衰することなく当該反応室内に至り得るので、プラズ
マ励起されたいわゆる長寿命ラジカルである。しかし、
反応室７内に反応性励起粒子を形成できる手段はプラズ
マ励起に限らない。最近では、赤外光、可視光、紫外線
やdeep UV光（短波長紫外線）等の光励起反応による反
応性ガス粒子の報告も数多くある。また、場合によって
は上述のdeep UV光からさらにＸ線に至る短波長の電磁
光波によっても電磁光波化学反応により、気相粒子の励
起は行える。光化学反応プロセスとしては、例えば、Si
はCl2やBr2のガスを4880Åや2570Åのレーザ光で光励起
することにより、ドライエッチし得ることが知られてい
る。また、GaAsやInPも、CH3Brのガスのdeep UV励起光
による反応でエッチ可能である。本発明の一実施例とし
て提案する、電磁光波光化学反応による反応性ガス粒子
の効果をも取り入れた、パターン情報を持つイオンビー
ム描画によるパターン形成法は、上述した各種反応の報
告の知見に基づいている。
粒子は、既述の通り、約1m離れた所で発生させても余り
減衰することなく当該反応室内に至り得るので、プラズ
マ励起されたいわゆる長寿命ラジカルである。しかし、
反応室７内に反応性励起粒子を形成できる手段はプラズ
マ励起に限らない。最近では、赤外光、可視光、紫外線
やdeep UV光（短波長紫外線）等の光励起反応による反
応性ガス粒子の報告も数多くある。また、場合によって
は上述のdeep UV光からさらにＸ線に至る短波長の電磁
光波によっても電磁光波化学反応により、気相粒子の励
起は行える。光化学反応プロセスとしては、例えば、Si
はCl2やBr2のガスを4880Åや2570Åのレーザ光で光励起
することにより、ドライエッチし得ることが知られてい
る。また、GaAsやInPも、CH3Brのガスのdeep UV励起光
による反応でエッチ可能である。本発明の一実施例とし
て提案する、電磁光波光化学反応による反応性ガス粒子
の効果をも取り入れた、パターン情報を持つイオンビー
ム描画によるパターン形成法は、上述した各種反応の報
告の知見に基づいている。
第１図において、光ビーム13は走査可能な光化学反応励
起用の光束である。光源よりの光束13Lはレーザなどか
らの光化学反応励起用光源とする。光束13Lを時間的に
スイッチするため、または空間的に光束の方向、位置な
どを変化させるため、光束制御系14を配置する。光束制
御系14を出射した光束13Mは反射鏡15と反射鏡16、光束
透過用窓17、平面または凹筒反射鏡18を経て試料近傍へ
到達する光束13aとなる。
起用の光束である。光源よりの光束13Lはレーザなどか
らの光化学反応励起用光源とする。光束13Lを時間的に
スイッチするため、または空間的に光束の方向、位置な
どを変化させるため、光束制御系14を配置する。光束制
御系14を出射した光束13Mは反射鏡15と反射鏡16、光束
透過用窓17、平面または凹筒反射鏡18を経て試料近傍へ
到達する光束13aとなる。
光化学反応用のガスはガス源20、21よりバルブ19を経て
反応室７へ導入される。
反応室７へ導入される。
光化学反応用ガスは減圧した雰囲気の中で光束13bの位
置のような反応室内の光通過空間で光化学励起をうけ
る。
置のような反応室内の光通過空間で光化学励起をうけ
る。
更に、試料面近傍や試料面に直接照射される光束13aは
光化学反応に対してより強力に作用する。特に、試料面
に直接照射されると試料面の光励起による局部加熱、電
子−正孔励起などが加味されるから多要素の反応機構が
付加されることになる。
光化学反応に対してより強力に作用する。特に、試料面
に直接照射されると試料面の光励起による局部加熱、電
子−正孔励起などが加味されるから多要素の反応機構が
付加されることになる。
光束13を走査可能にして、試料面で光照射の均一性、制
御性を増すことも可能である。機械的にはミラー15、1
6、18を微小移動制御機構で駆動してもよい。より高速
に行うには電子的光スイッチまたは光路変更デバイスを
光束制御系14中に設置することによつて可能となる。
御性を増すことも可能である。機械的にはミラー15、1
6、18を微小移動制御機構で駆動してもよい。より高速
に行うには電子的光スイッチまたは光路変更デバイスを
光束制御系14中に設置することによつて可能となる。
また、幾つかの偏光による光スイッチやハーフミラー、
マイクロレンズアレー、光ファイバーなどを用いれば、
複数個の光束の同時、並列処理ができる。これによつ
て、複数の光束の夫々独自の時間的断続、空間的な配置
が可能になる。
マイクロレンズアレー、光ファイバーなどを用いれば、
複数個の光束の同時、並列処理ができる。これによつ
て、複数の光束の夫々独自の時間的断続、空間的な配置
が可能になる。
第１図に示した光束制御系14、ミラー15、16、18などの
光学系は１つの実施例である。この他にもいろいろの光
束群制御がありうることがわかる。
光学系は１つの実施例である。この他にもいろいろの光
束群制御がありうることがわかる。
第１図のようなイオンビームパターン描画系に別途、複
数の光束透過用窓をあけ、各光束透過用窓に複数の光束
群を空間的、時間的に断続させて入射させることもでき
る。または、光束は真空と大気中とでその制御に差違が
ないという利点がある。従つて、上記の各種光束群制御
系を反応室７内へもちこむことも可能である。
数の光束透過用窓をあけ、各光束透過用窓に複数の光束
群を空間的、時間的に断続させて入射させることもでき
る。または、光束は真空と大気中とでその制御に差違が
ないという利点がある。従つて、上記の各種光束群制御
系を反応室７内へもちこむことも可能である。
反応室内の基板近傍の斜めより上記の光束群を入射させ
れば、基板内の特定の場合に複数個の光束を空間的分
布、時間的断続をもつて照射させることも可能である。
反応室内に光束制御系を設置する場合は、光束制御系が
反応性励起粒子によつて損傷を受けないように石英板、
テフロンコートの素材など保護できる収納容器などを設
ける必要がある。
れば、基板内の特定の場合に複数個の光束を空間的分
布、時間的断続をもつて照射させることも可能である。
反応室内に光束制御系を設置する場合は、光束制御系が
反応性励起粒子によつて損傷を受けないように石英板、
テフロンコートの素材など保護できる収納容器などを設
ける必要がある。
以上詳細に説明したように、本発明のイオンビームによ
る微細パターン形成法を利用すれば、マイクロ波励起長
寿命ラジカルによるプラズマ処理やフォトケミカル反応
性励起粒子によるフォトケミカル処理、及びこれら二種
の励起法によって励起された反応性励起粒子を共に用い
てのプロセス等に、イオンビームによる微細パターン描
画機能を付加することができる。
る微細パターン形成法を利用すれば、マイクロ波励起長
寿命ラジカルによるプラズマ処理やフォトケミカル反応
性励起粒子によるフォトケミカル処理、及びこれら二種
の励起法によって励起された反応性励起粒子を共に用い
てのプロセス等に、イオンビームによる微細パターン描
画機能を付加することができる。
更に、本発明によれば、イオンビームが当たった個所は
当該イオンビームと反応性励起粒子との基板上における
反応効果、例えば基板上の各種粒子による局部損傷、イ
オン注入効果等によって他の部分よりも深くエッチされ
る。プラズマ長寿命ラジカル形成条件や光化学励起反応
条件などの反応の強さを変化させるパラメータを、イオ
ンビームを当てない時には、殆ど反応が基板上で起きな
い程度にしておき、イオンビームが照射されると反応が
促進されて、そこだけエッチが起るようにも調整でき
る。つまり、このような条件を見つけることにより、レ
ジストレスのパターン形成エッチが可能となる。場合に
よつては、エッチされたウェーハの凹凸面は、さらにイ
オンビームによつて反応性ガスの遮断後にマスクレスイ
オン注入によつてパターンが形成できる。
当該イオンビームと反応性励起粒子との基板上における
反応効果、例えば基板上の各種粒子による局部損傷、イ
オン注入効果等によって他の部分よりも深くエッチされ
る。プラズマ長寿命ラジカル形成条件や光化学励起反応
条件などの反応の強さを変化させるパラメータを、イオ
ンビームを当てない時には、殆ど反応が基板上で起きな
い程度にしておき、イオンビームが照射されると反応が
促進されて、そこだけエッチが起るようにも調整でき
る。つまり、このような条件を見つけることにより、レ
ジストレスのパターン形成エッチが可能となる。場合に
よつては、エッチされたウェーハの凹凸面は、さらにイ
オンビームによつて反応性ガスの遮断後にマスクレスイ
オン注入によつてパターンが形成できる。
また、プラズマ酸化などの反応性励起粒子による酸化プ
ロセスに関していえば、酸化層の深さの制御とパターン
化、酸化後における酸素以外の元素のイオン注入による
膜質の改質とそのパターン化に有効である。
ロセスに関していえば、酸化層の深さの制御とパターン
化、酸化後における酸素以外の元素のイオン注入による
膜質の改質とそのパターン化に有効である。
第１図に示したイオンビーム描画系は、走査系のイオン
ビーム制御系の１部を示したものだが、これは公知の他
のイオンビーム描画系へも適用できることは明らかであ
る。
ビーム制御系の１部を示したものだが、これは公知の他
のイオンビーム描画系へも適用できることは明らかであ
る。
本発明によれば真空排気系の中で、大気に曝すことな
く、基板ウェーハへレジストレス直接プロセスでサブミ
クロンまでのパターン形成が可能となる。
く、基板ウェーハへレジストレス直接プロセスでサブミ
クロンまでのパターン形成が可能となる。
本発明は今後進展が予想される直接パターン形成プロセ
スの一環として利用することができる。
スの一環として利用することができる。
これによつて、各種電子デバイス、集積回路等の製造の
能率向上、性能向上に寄与することができる。
能率向上、性能向上に寄与することができる。
第１図は本発明の反応性励起粒子を含む雰囲気中におけ
るパターン情報をもつたイオンビームによる直接パター
ン形成法の実施例を説明するための図である。 図中、１はパターン情報をもつたイオンビーム、２は絞
り、３は基板、４は基板支持台、５、６はＸ、Ｙ移動
台、７は反応室、8aは排気口、９は排気口、10はプラズ
マ輸送管、11aはマイクロ波導波管、12は石英管反応
部、12aはガス導入管、13は光化学反応用光束、14は光
束制御系、15、16、18は反射ミラー、17は透過窓、20、
21はガス源、19はガス導入管、22はイオンビーム光学系
の一部、23は偏向器、24は対物レンズである。
るパターン情報をもつたイオンビームによる直接パター
ン形成法の実施例を説明するための図である。 図中、１はパターン情報をもつたイオンビーム、２は絞
り、３は基板、４は基板支持台、５、６はＸ、Ｙ移動
台、７は反応室、8aは排気口、９は排気口、10はプラズ
マ輸送管、11aはマイクロ波導波管、12は石英管反応
部、12aはガス導入管、13は光化学反応用光束、14は光
束制御系、15、16、18は反射ミラー、17は透過窓、20、
21はガス源、19はガス導入管、22はイオンビーム光学系
の一部、23は偏向器、24は対物レンズである。
Claims (3)
- 【請求項１】反応室に対し、差動排気の可能な関係でイ
オンビームの集束光学系を配置し； 上記反応室内に反応性励起粒子を含む雰囲気中で、該反
応室内に収められている基板に対し、上記イオンビーム
集束光学系から、予め所定のパターン情報の付与された
イオンビームを照射し； 該イオンビームと該反応性励起粒子との相乗効果による
物質の変化により、上記基板に所定のパターンを形成す
ること； を特徴とするイオンビームによる微細パターン形成法。 - 【請求項２】上記反応性励起粒子は、上記反応室から離
れた所で発生され、該反応室にに輸送されて来た長寿命
ラジカルから成ること； を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の微細パター
ン形成法。 - 【請求項３】上記反応性励起粒子は、上記反応室の外部
から透過窓を介し、該反応室内に導入される光ビームに
より、電磁光波化学反応により励起されたものであるこ
と； を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の微細パター
ン形成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59093538A JPH0712033B2 (ja) | 1984-05-10 | 1984-05-10 | イオンビ−ムによる微細パタ−ン形成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59093538A JPH0712033B2 (ja) | 1984-05-10 | 1984-05-10 | イオンビ−ムによる微細パタ−ン形成法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4102189A Division JPH05129245A (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 微細パターン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60236233A JPS60236233A (ja) | 1985-11-25 |
| JPH0712033B2 true JPH0712033B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=14085051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59093538A Expired - Lifetime JPH0712033B2 (ja) | 1984-05-10 | 1984-05-10 | イオンビ−ムによる微細パタ−ン形成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0712033B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62195662A (ja) * | 1986-02-24 | 1987-08-28 | Seiko Instr & Electronics Ltd | マスクリペア方法及び装置 |
| JPH06283534A (ja) * | 1993-03-26 | 1994-10-07 | Hitachi Ltd | Ｉｃ素子における配線接続装置 |
| GB9704550D0 (en) * | 1997-03-05 | 1997-04-23 | Secr Defence | Deposition of thin films |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5850737A (ja) * | 1981-09-21 | 1983-03-25 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体素子の製造装置 |
| JPS59165422A (ja) * | 1983-03-10 | 1984-09-18 | Agency Of Ind Science & Technol | ドライプロセス装置 |
-
1984
- 1984-05-10 JP JP59093538A patent/JPH0712033B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60236233A (ja) | 1985-11-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4609428A (en) | Method and apparatus for microwave plasma anisotropic dry etching | |
| US4687544A (en) | Method and apparatus for dry processing of substrates | |
| US5593539A (en) | Plasma source for etching | |
| KR100559197B1 (ko) | 플라즈마 침지 이온 주입을 위한 전처리 공정 | |
| US4668337A (en) | Dry-etching method and apparatus therefor | |
| EP2372743B1 (en) | Charged particle beam system with an ion generator | |
| US4806829A (en) | Apparatus utilizing charged particles | |
| GB2141386A (en) | Fabricating semiconductor devices | |
| KR102565876B1 (ko) | 반도체 프로세싱 시스템, 및 작업물 내로 이온들을 주입하는 방법, 작업물을 프로세싱하는 방법, 작업물을 에칭하는 방법, 및 작업물 상에 재료를 증착하는 방법 | |
| JP3350374B2 (ja) | 集束イオンビーム装置並びに処理方法及び半導体デバイスの製造方法 | |
| JPH0272620A (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JPH08222548A (ja) | プラズマ処理装置および基体のプラズマ処理方法 | |
| JPH0712033B2 (ja) | イオンビ−ムによる微細パタ−ン形成法 | |
| JPH08222175A (ja) | 荷電粒子を用いた微細加工方法及び装置 | |
| JPH05129245A (ja) | 微細パターン形成方法 | |
| JPH0638411B2 (ja) | 電子ビ−ムによるパタ−ン形成法 | |
| JPH05175176A (ja) | 微細パターン形成方法 | |
| GB2131608A (en) | Fabricating semiconductor circuits | |
| GB1597596A (en) | Manufacture of semiconductor elements | |
| JP2672185B2 (ja) | 薄膜素子加工方法とその装置 | |
| JP3654438B2 (ja) | ドライエッチング方法 | |
| JPH08264444A (ja) | 回路パターンの製造方法及び装置とこの方法による集積回路 | |
| JPS61161723A (ja) | イオンエツチング装置 | |
| JPS6179229A (ja) | 電極形成方法 | |
| JPS6179231A (ja) | エミツタ電極の形成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |