JPS60165723A - 微細パタ−ン形成方法 - Google Patents
微細パタ−ン形成方法Info
- Publication number
- JPS60165723A JPS60165723A JP2099384A JP2099384A JPS60165723A JP S60165723 A JPS60165723 A JP S60165723A JP 2099384 A JP2099384 A JP 2099384A JP 2099384 A JP2099384 A JP 2099384A JP S60165723 A JPS60165723 A JP S60165723A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- substrate
- gas
- thin film
- fine pattern
- 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.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 69
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000006552 photochemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 3
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 abstract description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 12
- CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N tetramethylsilane Chemical compound C[Si](C)(C)C CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 abstract description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract description 2
- 229910007159 Si(CH3)4 Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 38
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 19
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 18
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 description 12
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 6
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 5
- 206010070834 Sensitisation Diseases 0.000 description 4
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 230000008313 sensitization Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000007261 regionalization Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本光明は、光化学反応を利用して形成した薄膜にマスク
パターン等を形成する微細パターン形成方法に関する。
パターン等を形成する微細パターン形成方法に関する。
近年、集積回路は微細化の一途を辿り、最近では最小パ
ターン寸法が1〜2[zzm]の超LSIも試作開発さ
れるに至っている。このような微細加工は、被加工試利
十にエツチングマスクを形成し、これをマスクどして反
応性イオンエツチング等により試料を選択的にエツチン
グするのが通常であり、エツチングマスクとしては有機
感光材料であるフA1〜レジスト或いはPMMA(ポリ
メチルメタクリレ−1・)等の電子線レジストが用いら
れる。即ち、有(幾溶剤に溶解したレジスト材料をウェ
ハに塗布し焼き固めた後露光を行い、次いで現像液に浸
しマスクパターンを形成してエツチングマスクを形成し
、その後さらに焼き固めて次のエツチング工程へと進む
わけである。
ターン寸法が1〜2[zzm]の超LSIも試作開発さ
れるに至っている。このような微細加工は、被加工試利
十にエツチングマスクを形成し、これをマスクどして反
応性イオンエツチング等により試料を選択的にエツチン
グするのが通常であり、エツチングマスクとしては有機
感光材料であるフA1〜レジスト或いはPMMA(ポリ
メチルメタクリレ−1・)等の電子線レジストが用いら
れる。即ち、有(幾溶剤に溶解したレジスト材料をウェ
ハに塗布し焼き固めた後露光を行い、次いで現像液に浸
しマスクパターンを形成してエツチングマスクを形成し
、その後さらに焼き固めて次のエツチング工程へと進む
わけである。
しかしながら、この積の方法にあっては次のような問題
があった。即ち、現在のエツチングマスク形成工程では
液体の処理剤を用いる必要があり、液体を用いた場合そ
の表面張力のため、微細パターンに均一に処理液が供給
されないことが起こる。
があった。即ち、現在のエツチングマスク形成工程では
液体の処理剤を用いる必要があり、液体を用いた場合そ
の表面張力のため、微細パターンに均一に処理液が供給
されないことが起こる。
このため、形成すべきパターンが微細化する程加工精度
が低下し、将来のサブミクロンのパターン形成にはこれ
らの工程は不適であると考えられている。また、上述し
たレジスト塗布→露光→現像→エツチング等の一連の工
程は集積回路のパターンを形成する重要な工程であり、
空気中の塵の付着によるパターンの欠陥を防ぐため、特
に程度の高いクリーンルームな必要とする工程である。
が低下し、将来のサブミクロンのパターン形成にはこれ
らの工程は不適であると考えられている。また、上述し
たレジスト塗布→露光→現像→エツチング等の一連の工
程は集積回路のパターンを形成する重要な工程であり、
空気中の塵の付着によるパターンの欠陥を防ぐため、特
に程度の高いクリーンルームな必要とする工程である。
そして、集積回路の微細化が進むに伴いこのクリーンル
ームもさらに塵の少ないものが要求され、非常に高額な
設備が必要となっている。また、現在5− 用いられている電子線レジストではエツチングマスクと
しての耐エツチング性が低く、エツチングに強い材料が
望まれている。
ームもさらに塵の少ないものが要求され、非常に高額な
設備が必要となっている。また、現在5− 用いられている電子線レジストではエツチングマスクと
しての耐エツチング性が低く、エツチングに強い材料が
望まれている。
本発明の目的は、液体の処理剤を用いることなくエツチ
ングマスクの基どなる薄膜及びそのパターンを形成する
ことができ、パターン加工精度の向上をはかり得る微細
パターン形成方法を提供することにある。
ングマスクの基どなる薄膜及びそのパターンを形成する
ことができ、パターン加工精度の向上をはかり得る微細
パターン形成方法を提供することにある。
本発明の骨子は、光化学反応を利用してエッチグマスク
の基どなる有機薄膜を形成すると共に、エネルギービー
ムの選択照射により上記薄膜に所望のパターンを形成す
ることにある。
の基どなる有機薄膜を形成すると共に、エネルギービー
ムの選択照射により上記薄膜に所望のパターンを形成す
ることにある。
即ち本発明は、微細加工すべき試料基板上にエツチング
マスクとなるS膜パターンを形成する微細パターン形成
方法において、上記基板を該基板上にjt1積すべき薄
膜の原料を含む原料ガスと少なくともハロゲン元素を含
む反応性ガスとの混合ガス中に晒し、上記混合ガスに光
を照射して光化学6一 反応により上記基板上に薄膜を堆積し、次いで前記基板
を高真空中に配置し、しかるのち前記基板上に形成すべ
きパターンに応じてKKljA板上の薄膜に所定のエネ
ルギービームを選択的に照!)j ’lるようにした方
法である。
マスクとなるS膜パターンを形成する微細パターン形成
方法において、上記基板を該基板上にjt1積すべき薄
膜の原料を含む原料ガスと少なくともハロゲン元素を含
む反応性ガスとの混合ガス中に晒し、上記混合ガスに光
を照射して光化学6一 反応により上記基板上に薄膜を堆積し、次いで前記基板
を高真空中に配置し、しかるのち前記基板上に形成すべ
きパターンに応じてKKljA板上の薄膜に所定のエネ
ルギービームを選択的に照!)j ’lるようにした方
法である。
本発明によれば、エツチングマスクの基となる薄膜の形
成及び露光・現像の工程をガス雰囲気中若しくは真空中
で連続して行うことができるので、液体を用いる従来方
法に比べ、パターン加Ii1度の向上をはかり得る。さ
らに、工程の短縮及び肢置数の低減にJ:り高1iIl
iなりリーンルームを節約することができる。このため
、将来の集積回路の1Jブミクロン化にも十分に対処す
ることができる。
成及び露光・現像の工程をガス雰囲気中若しくは真空中
で連続して行うことができるので、液体を用いる従来方
法に比べ、パターン加Ii1度の向上をはかり得る。さ
らに、工程の短縮及び肢置数の低減にJ:り高1iIl
iなりリーンルームを節約することができる。このため
、将来の集積回路の1Jブミクロン化にも十分に対処す
ることができる。
また、耐エツチング性に優れたエツチングマスクを形成
できる等の利点がある。
できる等の利点がある。
まず、発明の詳細な説明する前に本発明の基礎となった
実験結果について説明する。二酸化シリコン賎を堆積し
たウェハを塩素とテトラメチルシラン; (CH3)4
S i : (TMS)との混合ガス雰囲気中に配置
し、第1図(a>に示す如くウェハ1上方1[姻]をエ
キシマレーザ光(XeC1,波長308nm、出力2W
/′cd)2をウェハ1と平行に通過させて有機i11
!3を堆積さゼたとぎの混合ガス中の塩素の割合とI「
積速度との関係を第2図に示す。ここで、混合ガスの圧
力は10[torr]とした。その結果、塩素の割合が
60[v01%]@後で堆積速度は最大値を取ることが
判った。次に、エキシマレーザ光2を第1図(b)に示
す如くつ1ハ1に垂直に照口1した時の間合ガス中の1
11 vgの!i11合と堆積速度との関係を第3図に
示す。ここで、混合ガスの圧力は上記と同様に1Q[t
orr]どした。この場合、混合ガス中における塩素の
割合が少ない程、つまりTMSの割合が多い程堆積速度
は大きくなった。しかし、塩素が45[vo1%]の点
での11積膜は表面の凹凸が激しく塩素の鰻を70−□
〇〇[vo1%]とした方が均一な膜が再現性良く得ら
れた。さらに、第4図1まIJ!素の割合1:L85[
vo1%コに固定し、ウェハ1に垂直に光を照射したと
きの堆積速度と混合ガス圧力との関係を示す特性図であ
る。混合ガスの圧力の増加に伴いJi積速度も増加して
行くが、この場合もおよそ1000[入/10]以上の
高い堆積速度で形成した躾は均一性に劣り、10〜50
[torr]程度の圧力が適当であると考えられる。
実験結果について説明する。二酸化シリコン賎を堆積し
たウェハを塩素とテトラメチルシラン; (CH3)4
S i : (TMS)との混合ガス雰囲気中に配置
し、第1図(a>に示す如くウェハ1上方1[姻]をエ
キシマレーザ光(XeC1,波長308nm、出力2W
/′cd)2をウェハ1と平行に通過させて有機i11
!3を堆積さゼたとぎの混合ガス中の塩素の割合とI「
積速度との関係を第2図に示す。ここで、混合ガスの圧
力は10[torr]とした。その結果、塩素の割合が
60[v01%]@後で堆積速度は最大値を取ることが
判った。次に、エキシマレーザ光2を第1図(b)に示
す如くつ1ハ1に垂直に照口1した時の間合ガス中の1
11 vgの!i11合と堆積速度との関係を第3図に
示す。ここで、混合ガスの圧力は上記と同様に1Q[t
orr]どした。この場合、混合ガス中における塩素の
割合が少ない程、つまりTMSの割合が多い程堆積速度
は大きくなった。しかし、塩素が45[vo1%]の点
での11積膜は表面の凹凸が激しく塩素の鰻を70−□
〇〇[vo1%]とした方が均一な膜が再現性良く得ら
れた。さらに、第4図1まIJ!素の割合1:L85[
vo1%コに固定し、ウェハ1に垂直に光を照射したと
きの堆積速度と混合ガス圧力との関係を示す特性図であ
る。混合ガスの圧力の増加に伴いJi積速度も増加して
行くが、この場合もおよそ1000[入/10]以上の
高い堆積速度で形成した躾は均一性に劣り、10〜50
[torr]程度の圧力が適当であると考えられる。
次に、このようにして堆積形成した有機WIIlaの熱
に対する特性を調べた結果を示す。第5図は5000[
人]の堆積膜(有III薄膜)が付着したウェハを真空
中で加熱した時のウェハの温度上昇ど堆積膜の減少した
鋤との関係を示した特性図である。温度上昇と共に堆積
膜は蒸発していき約110[℃]では完全になくなった
。このことは、上記堆積膜をレジストとして用いた場合
、真空中で選択的に光や電子線を照射することで露光ど
現像を同時に行うことが可能であることを示唆している
。さらに、第6図は基板を特定の温度に保ち、そこへ前
述の混合ガス中で基板と平行に光を通過させ堆積膜を形
成した場合の基板濃度と堆積速度との関係を示す特性図
である。50 [℃]前後に9− ピークが存在し、80[℃]程度で堆積は起こらなくな
る。このことよりJi積速度を速くしたい時は基板を5
0 [℃]程度に4制御するとよい。また、局所的に8
0 [℃]以上に加熱するこ°とで、その部分には股は
形成されず、選択的ti積が可能となる。また、このj
ti積膜の耐エツチング性を確認するために半導体材料
のエツチング種として代表的な塩tiラジカルと弗素ラ
ジカルに晒したところ全くエツチングされないことが確
認された。
に対する特性を調べた結果を示す。第5図は5000[
人]の堆積膜(有III薄膜)が付着したウェハを真空
中で加熱した時のウェハの温度上昇ど堆積膜の減少した
鋤との関係を示した特性図である。温度上昇と共に堆積
膜は蒸発していき約110[℃]では完全になくなった
。このことは、上記堆積膜をレジストとして用いた場合
、真空中で選択的に光や電子線を照射することで露光ど
現像を同時に行うことが可能であることを示唆している
。さらに、第6図は基板を特定の温度に保ち、そこへ前
述の混合ガス中で基板と平行に光を通過させ堆積膜を形
成した場合の基板濃度と堆積速度との関係を示す特性図
である。50 [℃]前後に9− ピークが存在し、80[℃]程度で堆積は起こらなくな
る。このことよりJi積速度を速くしたい時は基板を5
0 [℃]程度に4制御するとよい。また、局所的に8
0 [℃]以上に加熱するこ°とで、その部分には股は
形成されず、選択的ti積が可能となる。また、このj
ti積膜の耐エツチング性を確認するために半導体材料
のエツチング種として代表的な塩tiラジカルと弗素ラ
ジカルに晒したところ全くエツチングされないことが確
認された。
また、本発明者等の実験では塩素とT M Sとの混合
ガス中に微量の水銀を添加し、水銀を励起する光を斂出
する低圧水銀ランプを用い、この光を工:tシマレーザ
光と併用して照射し、水銀増感法による堆積速度の増加
を試みた。第7図はウェハ付近にエキシマレーザ光と1
」oランプ光を共にウェハと平行に通過させた時の混合
ガス中の塩素の割合に対する堆積速度の変化を調べた結
果である。
ガス中に微量の水銀を添加し、水銀を励起する光を斂出
する低圧水銀ランプを用い、この光を工:tシマレーザ
光と併用して照射し、水銀増感法による堆積速度の増加
を試みた。第7図はウェハ付近にエキシマレーザ光と1
」oランプ光を共にウェハと平行に通過させた時の混合
ガス中の塩素の割合に対する堆積速度の変化を調べた結
果である。
この図から判るように、塩素が70[vo1%]前後含
まれる時に堆積速度はピークを持つが、塩素を80〜9
0[v01%]とした方が平坦な均一性10− の良い薄膜が得られた。また、第2図と比較し水銀増感
法を用いることでlfi積速度は約2倍に増加すること
が判る。第8図は塩素の割合を85[v01%]として
混合ガス圧力に対するjft積速度の変化を調べた結束
であり、同様に水銀増感法を用いている。
まれる時に堆積速度はピークを持つが、塩素を80〜9
0[v01%]とした方が平坦な均一性10− の良い薄膜が得られた。また、第2図と比較し水銀増感
法を用いることでlfi積速度は約2倍に増加すること
が判る。第8図は塩素の割合を85[v01%]として
混合ガス圧力に対するjft積速度の変化を調べた結束
であり、同様に水銀増感法を用いている。
以上の実験結果より、塩素とT M Sとの混合ガス中
で塩素を解離する光を照射することで有tiTa膜を形
成することができ、この膜はハロゲン元素のエツチング
種に対して耐エツチング性がある一方、真空中での加熱
により蒸発することが判った。
で塩素を解離する光を照射することで有tiTa膜を形
成することができ、この膜はハロゲン元素のエツチング
種に対して耐エツチング性がある一方、真空中での加熱
により蒸発することが判った。
そのため、真空中で光、電子或いはイオン等を照射する
ことで微細パターンの形成ができるエツチングマスクと
して使用できることが明らかとなった。さらに、このよ
うな有機薄膜を形成するためには塩素とTMSといった
構成のみならずCHa基を含む化合物や水素及び炭素を
含む化合物等とハロゲン元素を含む反応性ガスとの構成
でも可能である。この場合、薄膜形成に用いる光は使用
したハロゲンガスを解離する波長を含む光を紫外からX
HA fa Iaより選べばよい。また、VMS等の
有機化合物ガスを直接励起する短波長の光を用いても同
様の結果が得られた。さらに、水銀増感法により1((
積速度を増ハロすることができることも判明し lこ
。
ことで微細パターンの形成ができるエツチングマスクと
して使用できることが明らかとなった。さらに、このよ
うな有機薄膜を形成するためには塩素とTMSといった
構成のみならずCHa基を含む化合物や水素及び炭素を
含む化合物等とハロゲン元素を含む反応性ガスとの構成
でも可能である。この場合、薄膜形成に用いる光は使用
したハロゲンガスを解離する波長を含む光を紫外からX
HA fa Iaより選べばよい。また、VMS等の
有機化合物ガスを直接励起する短波長の光を用いても同
様の結果が得られた。さらに、水銀増感法により1((
積速度を増ハロすることができることも判明し lこ
。
1メ下、本発明を適用した各実施例方法について説明す
る。
る。
第9図は本発明の第1の実施例に使用した装置を示を概
略構成図である。図中11は真空容器で、この容器11
内には試料基板12を載置するウェハボルダ−13が配
置されている。このホルダー13は駆動1幾横14によ
り上下方向に移動されるものとなっている。また、容器
11にはjMs等の原料ガス及び塩素等の反応性ガスを
導入するためのガス導入口15及び容器11内のガスを
排気するためのガス排気口16が設けられている。
略構成図である。図中11は真空容器で、この容器11
内には試料基板12を載置するウェハボルダ−13が配
置されている。このホルダー13は駆動1幾横14によ
り上下方向に移動されるものとなっている。また、容器
11にはjMs等の原料ガス及び塩素等の反応性ガスを
導入するためのガス導入口15及び容器11内のガスを
排気するためのガス排気口16が設けられている。
一方、容器11の左方には上記反応性ガスを解離するた
めの光源17が配置されている。この光源17は、塩素
の吸収スペクトルに含まれる波長、約330 [nm]
付近の光を発生ずるもので、例えばエキシマレーザであ
る。イして、光源17がらの光18は容器11の側壁に
設けられた光通過窓19を介して容器11内に導光され
、原料ガスと反応性ガスとの混合ガスに照射されるもの
となっている。また、容器11の上方には光エッチング
のための光[20が配置されている。そして、この光源
20からの光21は図示しないマスク及び光通過窓22
等を介して容器11内に導光され、基板12上に垂直に
照射されるものどなつ−Cいる。
めの光源17が配置されている。この光源17は、塩素
の吸収スペクトルに含まれる波長、約330 [nm]
付近の光を発生ずるもので、例えばエキシマレーザであ
る。イして、光源17がらの光18は容器11の側壁に
設けられた光通過窓19を介して容器11内に導光され
、原料ガスと反応性ガスとの混合ガスに照射されるもの
となっている。また、容器11の上方には光エッチング
のための光[20が配置されている。そして、この光源
20からの光21は図示しないマスク及び光通過窓22
等を介して容器11内に導光され、基板12上に垂直に
照射されるものどなつ−Cいる。
なお、図中31は原料ガスの流量を制御I i″るカス
流量制御器、32は反応性ガスの流−を制御づ”るガス
流員制御器、33はに判基板12を容器11の内外で出
し入れするためのグー1〜バルブをぞれぞれ示している
。
流量制御器、32は反応性ガスの流−を制御づ”るガス
流員制御器、33はに判基板12を容器11の内外で出
し入れするためのグー1〜バルブをぞれぞれ示している
。
次に、上記iA1を用いた微細パターン形成方法につい
て説明する。まず、試料基板12としては第10図(a
)に示す如<Siウェハ41上に被加工材料として51
02膜42を形成したものを用いた。原料ガスとしてテ
トラメチルシラン(TMS>を、反応性ガスとして塩素
を用い、それぞ13− れのガスを容器11内に導入した。次いで、容器]1内
に光源17からの■キシマレーザ光18を導光した。こ
れにより、混合ガス中の塩素ガスが解離され、さらにこ
の塩素ラジカルとTMSとが反応して、第10図(b)
に示す如<5i0211142上に有a薄膜43が堆積
形成された。
て説明する。まず、試料基板12としては第10図(a
)に示す如<Siウェハ41上に被加工材料として51
02膜42を形成したものを用いた。原料ガスとしてテ
トラメチルシラン(TMS>を、反応性ガスとして塩素
を用い、それぞ13− れのガスを容器11内に導入した。次いで、容器]1内
に光源17からの■キシマレーザ光18を導光した。こ
れにより、混合ガス中の塩素ガスが解離され、さらにこ
の塩素ラジカルとTMSとが反応して、第10図(b)
に示す如<5i0211142上に有a薄膜43が堆積
形成された。
次いで、容器11内のガスを排気した後、光源20から
の光21ににり試料基板12をパターニングした。即ち
、第10図(C)に示す如く石英基板45上にマスク材
46を取着してなるマスク基板、47を介して有1薄8
143上に光21を選択的に照射した。この光照射によ
り、有機薄膜43が露光・現像され、エツチングマスク
のパターン44が形成された。なお、この露光・現像工
程では、光源と試料基板12とをできるだけ近付けた方
がh効である。
の光21ににり試料基板12をパターニングした。即ち
、第10図(C)に示す如く石英基板45上にマスク材
46を取着してなるマスク基板、47を介して有1薄8
143上に光21を選択的に照射した。この光照射によ
り、有機薄膜43が露光・現像され、エツチングマスク
のパターン44が形成された。なお、この露光・現像工
程では、光源と試料基板12とをできるだけ近付けた方
がh効である。
現像が終了した後は、ゲー]・バルブ33を介して試1
1 基板12を外部に取り出すことによってこの工程は
1g了するが、このゲートバルブ33を通して容器11
を次の真空容器に接続することで、14− 一連の微細加エエ稈を全て真空容器内で行うことが可能
である。
1 基板12を外部に取り出すことによってこの工程は
1g了するが、このゲートバルブ33を通して容器11
を次の真空容器に接続することで、14− 一連の微細加エエ稈を全て真空容器内で行うことが可能
である。
このように本実施例によれば、エツチングマスクの基と
なる有機i%I膜43の形成■桿及びエツチングマスク
のパターン形成のための露光・現像の工程をガス雰囲気
中若しくは真空中で連続して行うことができるので、液
体を用いる従来方法に比べ、パターン加工tirIの向
上をはかり得る。さらに、工程の短縮及び装置数の低減
により高1IIIiなりリーンルームを節約することが
できる。このため、将来の集積回路のサブミクロン化に
も十分に対処することができる。また、耐エツチング性
に優れたエツチングマスクを形成できるので、該エツチ
ングマスクを用いた被加工材料の選択エツチングを容易
に行い得る等の利点がある。
なる有機i%I膜43の形成■桿及びエツチングマスク
のパターン形成のための露光・現像の工程をガス雰囲気
中若しくは真空中で連続して行うことができるので、液
体を用いる従来方法に比べ、パターン加工tirIの向
上をはかり得る。さらに、工程の短縮及び装置数の低減
により高1IIIiなりリーンルームを節約することが
できる。このため、将来の集積回路のサブミクロン化に
も十分に対処することができる。また、耐エツチング性
に優れたエツチングマスクを形成できるので、該エツチ
ングマスクを用いた被加工材料の選択エツチングを容易
に行い得る等の利点がある。
第11図は本発明の第2の実施例方法に使用した装置を
示す概略構成図である。なお、第9図と同一部分には同
一符号を付して、その詳しいU1明は省略する。この装
置は、前記薄膜形成→パターニング→選択エツチングの
一連の工程をそれぞれ独立した別の容器で行うようにし
たものである。
示す概略構成図である。なお、第9図と同一部分には同
一符号を付して、その詳しいU1明は省略する。この装
置は、前記薄膜形成→パターニング→選択エツチングの
一連の工程をそれぞれ独立した別の容器で行うようにし
たものである。
即ち、光化学反応により薄膜を形成するための真空容器
11a、該薄膜をエツチングするための真空容器11b
及び薄膜パターンをマスクとして下1111 mエツヂ
ング材料を選択エツチングするための真空容器11Cが
それぞれゲートバルブを介して順次接続されている。容
器11aの上方には前記光tA17が配置され、この光
8!17により試料12上に光が垂直に照射されるもの
となっている。
11a、該薄膜をエツチングするための真空容器11b
及び薄膜パターンをマスクとして下1111 mエツヂ
ング材料を選択エツチングするための真空容器11Cが
それぞれゲートバルブを介して順次接続されている。容
器11aの上方には前記光tA17が配置され、この光
8!17により試料12上に光が垂直に照射されるもの
となっている。
容器11bの上方には、光源20.マスク基板47及び
縮小レンズ系からなる光学的縮小転写装置49が配置さ
れている。そして、この装置49にJ、り試料基板12
上にマスク基板47のパターンが縮小転写されるものと
なっている。
縮小レンズ系からなる光学的縮小転写装置49が配置さ
れている。そして、この装置49にJ、り試料基板12
上にマスク基板47のパターンが縮小転写されるものと
なっている。
なお、図中13a、13b、13cはホルダー、16a
、16b、16Cはガス排気口、33a。
、16b、16Cはガス排気口、33a。
33b、33c、33dはゲートバルブ、50はガス導
入口をそれぞれ示している。
入口をそれぞれ示している。
この装置を用いた場合、まず先の実施例と同様に容器1
.1a内で試料基板12上、つまり8102膜42上に
有機薄[143を堆積形成する。次いで、容器11a内
を真空排気した後、ゲートバルブ33bを開き基板12
を容器11bのホルダー13b上に載置する。ここで、
縮小転写装置49にJ:リマスクパターンを転写する。
.1a内で試料基板12上、つまり8102膜42上に
有機薄[143を堆積形成する。次いで、容器11a内
を真空排気した後、ゲートバルブ33bを開き基板12
を容器11bのホルダー13b上に載置する。ここで、
縮小転写装置49にJ:リマスクパターンを転写する。
即ち、有機HII 43をマスクパターンに応じてエツ
チングし、エツチングマスクを形成する。次いで、ゲー
トバルブ33Cを開き基板12を容器11c内のホルダ
ー13C上に載置する。ここでは、通常のプラズマエツ
チング誌と同様にして、上記形成されたエツチングマス
クを用いて前記5102膜42を選択エツチングする。
チングし、エツチングマスクを形成する。次いで、ゲー
トバルブ33Cを開き基板12を容器11c内のホルダ
ー13C上に載置する。ここでは、通常のプラズマエツ
チング誌と同様にして、上記形成されたエツチングマス
クを用いて前記5102膜42を選択エツチングする。
即ち、容器11c内にCI 2やCF4等の反応性ガス
を導入すると共に、ホルダー13cと容器11C(容器
の土壁)との間に高周波電力を印加し、平行平板型プラ
ズマエツチング誌と同様にしてS i 02の選択エツ
チングを行う。これにより、被加工材料としての5IO
2躾42を所望の形状に微細加工することができる。
を導入すると共に、ホルダー13cと容器11C(容器
の土壁)との間に高周波電力を印加し、平行平板型プラ
ズマエツチング誌と同様にしてS i 02の選択エツ
チングを行う。これにより、被加工材料としての5IO
2躾42を所望の形状に微細加工することができる。
なお、容器11c内でのエツチングでは試料基板12を
冷却しておく方がよい。
冷却しておく方がよい。
17−
かくして本実施例方法によれば、先の実施例方法と同様
に、エツチングマスクの基となる有機薄膜のj(f積、
該薄膜のパターニング及び被加工月利の選択エツチング
等の一連の工程を、真空中若しくはガス雰囲気中で行う
ことができ、従って先の実施例と同様の効果が得られる
。また、別々の真空容器11a、11b、Ilcを用い
ることにより、?!数の試$311板12を容器11a
−)容器11b→容器tieど一枚ずつ順次移動さ14
各容器で独立して処理を行うことができ、これにより生
産性の向上をはかり冑る。
に、エツチングマスクの基となる有機薄膜のj(f積、
該薄膜のパターニング及び被加工月利の選択エツチング
等の一連の工程を、真空中若しくはガス雰囲気中で行う
ことができ、従って先の実施例と同様の効果が得られる
。また、別々の真空容器11a、11b、Ilcを用い
ることにより、?!数の試$311板12を容器11a
−)容器11b→容器tieど一枚ずつ順次移動さ14
各容器で独立して処理を行うことができ、これにより生
産性の向上をはかり冑る。
第12図は本発明の第3の実施例方法に使用した装置を
示°す概略構成図である。この装置が前記第9図に示し
た装置と異なる点は、薄膜のエツチングを電子ビームで
行うことにある。即ち、前記光源20の代りに容器11
の上方には、電子銃51、各種(ノンズ系52.アパー
チャマスク53及び鍋内系54等からなる電子光学鏡筒
55が設けられている。そして、この電子光学鏡筒55
からの電子ビー1、は試料基板12上で走査されるもの
=18− となっている。
示°す概略構成図である。この装置が前記第9図に示し
た装置と異なる点は、薄膜のエツチングを電子ビームで
行うことにある。即ち、前記光源20の代りに容器11
の上方には、電子銃51、各種(ノンズ系52.アパー
チャマスク53及び鍋内系54等からなる電子光学鏡筒
55が設けられている。そして、この電子光学鏡筒55
からの電子ビー1、は試料基板12上で走査されるもの
=18− となっている。
この装置を用いても先の第1の実施例と同様な効果が得
られるのは、勿論のことである。
られるのは、勿論のことである。
なお、本発明は、に述した各実施例に限定されるもので
はない。例えば、前記薄膜形成のために混合ガスに照射
する光と′して、反応性ガスを解離する波長の他に原料
ガスを励起する波長の光を併用するようにしてもよい。
はない。例えば、前記薄膜形成のために混合ガスに照射
する光と′して、反応性ガスを解離する波長の他に原料
ガスを励起する波長の光を併用するようにしてもよい。
さらに、IIIを露光・現像するためのエネルギービー
ムとしては、光や電子ビームに限るものではなく、イオ
ンビームを用いるようにしてもよい。また、原石ガスは
テ1〜ラメチルシランに同等限定されるものではなく、
金属若しくは半導体と炭素及び水素どの各種の化合物を
用いることが可能である。例えば、81(CH13)a
、 Qe (Ct(3)4 、 Cd (CI−13
)2 。
ムとしては、光や電子ビームに限るものではなく、イオ
ンビームを用いるようにしてもよい。また、原石ガスは
テ1〜ラメチルシランに同等限定されるものではなく、
金属若しくは半導体と炭素及び水素どの各種の化合物を
用いることが可能である。例えば、81(CH13)a
、 Qe (Ct(3)4 、 Cd (CI−13
)2 。
Zn (C1−13)2 、 Sn (CI−13)4
、 B l (CH3)3 、 Ga (C113>
3或いは Al2(CI9)s等を用いることも可能で
ある。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変
形して実施することができる。
、 B l (CH3)3 、 Ga (C113>
3或いは Al2(CI9)s等を用いることも可能で
ある。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変
形して実施することができる。
第1図乃至第8図はそれぞれ本発明の基礎となった実験
結果を説明するためのもので第1図は光化学反応により
WI躾が形成される状態を示す断面図、第2図及び第3
図は堆積速度と混合ガス中のj8素の割合との関係を示
す特性図、第4図は堆積速度と混合ガス圧力との関係を
示す特性図、第5図は加熱時間に対するウェハ温度及び
堆積膜の減少聞の変化を示す特性図、第6図はウェハ温
度と堆積速度との関係を示す特性図、第7図は堆積速度
と混合ガス中の塩素の割合どの関係を示す特性図、第8
図は堆積速度と混合ガス圧力との関係を示寸特性図、第
9図は本発明の第1の実施例方法に使用した装置を示す
概略構成図、第10図は上記装置を用いた微細パターン
形成工程を示す断面図、第11図は第2の実施例方法に
使用した装置を示す概略構成図、第12図は第3の実施
例方法に使用した装置を示す概略構成図である。 1・・・ウェハ、2・・・光、3・・・有機薄膜(堆積
膜)、11.11a、Ilb、IIG・・・真空容器、
12・・・試料基板、13.13a、13b、 13c
m’yIハホルダー、14・・・駆動機構、15.50
・・・ガス1人D、16.16a、16b、16cm”
jjスIJ[気口、17・・・簿膜形成用光源、18・
・・薄膜形成用光、19.22・・・光通過窓、2o・
・・薄膜エツチング用光源、21・・・III!エツチ
ング用光、31゜32 ・= カスl l ilJ I
II !、33.33a、33b。 33c、33d・・・ゲートバルブ、49・・・光学的
縮小転写装置、55・・・電子光学鏡筒。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 21− 第1 図 −(讐@ml 七 弓 、O ト/−/ 寸 ぐ ど
結果を説明するためのもので第1図は光化学反応により
WI躾が形成される状態を示す断面図、第2図及び第3
図は堆積速度と混合ガス中のj8素の割合との関係を示
す特性図、第4図は堆積速度と混合ガス圧力との関係を
示す特性図、第5図は加熱時間に対するウェハ温度及び
堆積膜の減少聞の変化を示す特性図、第6図はウェハ温
度と堆積速度との関係を示す特性図、第7図は堆積速度
と混合ガス中の塩素の割合どの関係を示す特性図、第8
図は堆積速度と混合ガス圧力との関係を示寸特性図、第
9図は本発明の第1の実施例方法に使用した装置を示す
概略構成図、第10図は上記装置を用いた微細パターン
形成工程を示す断面図、第11図は第2の実施例方法に
使用した装置を示す概略構成図、第12図は第3の実施
例方法に使用した装置を示す概略構成図である。 1・・・ウェハ、2・・・光、3・・・有機薄膜(堆積
膜)、11.11a、Ilb、IIG・・・真空容器、
12・・・試料基板、13.13a、13b、 13c
m’yIハホルダー、14・・・駆動機構、15.50
・・・ガス1人D、16.16a、16b、16cm”
jjスIJ[気口、17・・・簿膜形成用光源、18・
・・薄膜形成用光、19.22・・・光通過窓、2o・
・・薄膜エツチング用光源、21・・・III!エツチ
ング用光、31゜32 ・= カスl l ilJ I
II !、33.33a、33b。 33c、33d・・・ゲートバルブ、49・・・光学的
縮小転写装置、55・・・電子光学鏡筒。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 21− 第1 図 −(讐@ml 七 弓 、O ト/−/ 寸 ぐ ど
Claims (11)
- (1)試料基板を該基板上に堆積すべぎ薄膜の原料を含
む原料ガスと少なくともハロゲン元系を含む反応性ガス
との混合ガス中に晒し、上記混合ガスに光を照射して光
化学反応により上記基板上に薄膜を堆積し、次いで前記
基板を高真空中【こ配冒し、しかるのち前記基板上に形
成すべきパターンに応じて該I!根上の薄膜に所定のエ
ネルギービームを選択的に照射することを特徴とする微
細パターン形成方法。 - (2)前記I IIのJ[積を前記混合ガス及び光が導
入された反応容器内で行い、次いで上記容器を真空排気
したのち前記エネルギービームの照口・1を行うように
したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の微細
パターン形成方法。 - (3)前記wImの1「積を前記混合ガス及び光が導入
された反応容器内で行い、次いで上記薄膜がJr1積さ
れた基板を高真空排気された別の容器内に配置したのち
前記エネルギービームの照射を行うようにしたことを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の微細パターン形成
方法。 - (4)前記エネルギービームを選択照射する手段として
、集束されたエネルギービームを前記基板、にで走査し
て該基板上の薄膜に所望パターンを描画するJ:うにし
たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の微細パ
ターン形成方法。 - (5)前記エネルギービームを選択照射する手段どして
、マスク基板を介して前記W 板上にエネルギービーム
を照射し、該基板上の薄膜に上記マスクU板上のパター
ンを転写するようにしたことを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の微細パターン形成方法。 - (6)前記エネルギービームとして、光、電子或いは−
イオンビームを用いるようにしたことを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の微細パターン形成方法。 - (7)^r1記原料ガスとして、金属若しくは半導体と
炭素及び水素との化合物を用いるようにしたことを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の微細パターン形成方
法。 - (8)前記原料ガスどして、S I (CHa ) 4
。 S i (Chll )6 、 Ge (CH3)4
、 Cd (CH3)2 、 Zn (CI43 )2
、8n (CH3)4 。 B i (CH3) 3 、 Ga (CI−1:l
) 3或いはAl1 (Of−h )6を用いるように
したことを特徴とする特許請求の範囲第7項記載の微細
パターン形成方法。 - (9)前記混合ガスに照射する光として、前記反応性ガ
スを解離する波長の光を用いるようにしたことを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の微細パターン形成方法
。 - (10)前記混合ガスに照射する光として、前記反応性
ガスを解離する波長の光及び前記原料ガスを励起する波
長の光を用いるようにしたことを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の微細パターン形成方法。 - (11)前記原料ガス中に増感剤として水銀を添加し、
同時に前記反応性ガスを解離する光の他に上記水銀を励
起する光を併用するようにしたことを特徴とする特i!
!F請求の範囲第9項又は第10項記載の微細パターン
形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2099384A JPS60165723A (ja) | 1984-02-08 | 1984-02-08 | 微細パタ−ン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2099384A JPS60165723A (ja) | 1984-02-08 | 1984-02-08 | 微細パタ−ン形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60165723A true JPS60165723A (ja) | 1985-08-28 |
Family
ID=12042644
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2099384A Pending JPS60165723A (ja) | 1984-02-08 | 1984-02-08 | 微細パタ−ン形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60165723A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6276627A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-08 | Toshiba Corp | ドライエツチング装置 |
JPS62165323A (ja) * | 1986-01-15 | 1987-07-21 | Canon Inc | 堆積膜形成装置 |
JPH0417685A (ja) * | 1990-05-09 | 1992-01-22 | Canon Inc | エッチングパターンの形成方法 |
-
1984
- 1984-02-08 JP JP2099384A patent/JPS60165723A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6276627A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-08 | Toshiba Corp | ドライエツチング装置 |
JPS62165323A (ja) * | 1986-01-15 | 1987-07-21 | Canon Inc | 堆積膜形成装置 |
JPH0417685A (ja) * | 1990-05-09 | 1992-01-22 | Canon Inc | エッチングパターンの形成方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3286103B2 (ja) | 露光用マスクの製造方法及び製造装置 | |
US4643799A (en) | Method of dry etching | |
EP0714119B1 (en) | Pattern forming process and process for preparing semiconductor device utilizing said pattern forming process | |
US8986562B2 (en) | Methods of laser processing photoresist in a gaseous environment | |
US5326406A (en) | Method of cleaning semiconductor substrate and apparatus for carrying out the same | |
CN114026501A (zh) | 利用卤化物化学品的光致抗蚀剂显影 | |
KR102601038B1 (ko) | 방사선 포토레지스트 패터닝을 패터닝하기 위한 통합된 건식 프로세스 | |
KR20220031649A (ko) | 금속-함유 레지스트의 리소그래피 성능을 향상시키기 위한 소성 (bake) 전략들 | |
US20080296258A1 (en) | Plenum reactor system | |
JP2015119119A (ja) | 基板処理方法および基板処理装置 | |
JPS61278146A (ja) | 光処理方法 | |
US10818512B2 (en) | Photo-assisted chemical vapor etch for selective removal of ruthenium | |
JPS60165723A (ja) | 微細パタ−ン形成方法 | |
KR900001238B1 (ko) | 레지스트막 건조현상 방법 및 장치 | |
JPH07307274A (ja) | 半導体装置の製造装置 | |
JPH0437129A (ja) | エッチング方法及びエッチング装置 | |
JPS6043824A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JPH09312247A (ja) | パターン形成方法及びパターン形成装置 | |
JPH06232041A (ja) | パターン形成方法 | |
JPH0533004Y2 (ja) | ||
JPH02295114A (ja) | イオン注入方法と装置 | |
JPS59194437A (ja) | パタ−ン加工装置 | |
JPH07283112A (ja) | レジストパターン形成方法およびその装置 | |
JPH03156914A (ja) | 図形露光装置とその方法 | |
JPS60165724A (ja) | ドライエツチング方法 |