JP6225005B2 - Laminated film and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、積層膜及びその製造方法、特に、有機物層と被保護層との積層膜及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a laminated film and a manufacturing method thereof, and more particularly to a laminated film of an organic material layer and a protected layer and a manufacturing method thereof.

微小構造体の代表例であるMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)又はNEMS(Nano Electro Mechanical Systems)においては、形成された酸化シリコン層の一部を犠牲層として利用することにより、母材の特殊な形状(可動部分など)を実現している。MEMSないしNEMSにおける微細化が日進月歩で進められていく中で、膜質の向上とともに成形性及び制御性の高い膜の形成を実現することは、微細化技術の発展には欠かせない。   In MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) or NEMS (Nano Electro Mechanical Systems), which are representative examples of microstructures, a special shape of a base material is obtained by using a part of the formed silicon oxide layer as a sacrificial layer. (Movable parts, etc.) are realized. As miniaturization in MEMS or NEMS is progressing steadily, it is indispensable for the development of miniaturization technology to improve the film quality and to form a film with high moldability and controllability.

これまで、多くの成膜技術、及びその膜の加工技術が開示されてきた。例えば、電極層である銅(Cu)が、電極層上に積層されるLow−k膜に拡散するのを防止するために、アモルファスカーボン膜が形成される技術が開示されている(特許文献1)。   Until now, many film forming techniques and processing techniques for the films have been disclosed. For example, a technique is disclosed in which an amorphous carbon film is formed in order to prevent copper (Cu) as an electrode layer from diffusing into a low-k film stacked on the electrode layer (Patent Document 1). ).

また、過去には、半導体およびMEMSデバイスの製造中に保護層として用いる1つの方法が提案されている(特許文献2)。特許文献2において提案される組成物は、溶媒系中に分散または溶解したシクロオレフィン共重合体を含有し、酸エッチングおよびその他の処理および取扱い中に、基板を保護する層を形成するために用いられることが開示されている。   In the past, one method has been proposed for use as a protective layer during the manufacture of semiconductors and MEMS devices (Patent Document 2). The composition proposed in U.S. Patent No. 6,057,031 contains a cycloolefin copolymer dispersed or dissolved in a solvent system and is used to form a layer that protects the substrate during acid etching and other processing and handling. Is disclosed.

特開2008−182174号公報JP 2008-182174 A 特表2012−524405号公報Special table 2012-524405 gazette

上述のとおり、MEMSないしNEMSにおける各種デバイスの開発においては、薄膜の形成技術、及びそのパターンの加工を含めた制御性の向上が強く望まれる。   As described above, in the development of various devices in MEMS or NEMS, improvement in controllability including thin film formation technology and pattern processing is strongly desired.

特に、MEMSないしNEMSに代表される微小構造体においては、液体を用いた犠牲層のエッチング手段を採用すると、特にその犠牲層が薄い場合に、その液体の表面張力によってその犠牲層領域を挟んだ構造部分を離間させておくことができず、接した状態で留まってしまうという問題も生じ得る。従って、そのような問題を生じさせないためにも、ガスやプラズマによるエッチング手段を採用する必要が生じる。   In particular, in a microstructure represented by MEMS or NEMS, when a sacrificial layer etching means using a liquid is employed, the sacrificial layer region is sandwiched by the surface tension of the liquid, particularly when the sacrificial layer is thin. There may be a problem that the structural portions cannot be separated and remain in contact with each other. Therefore, in order not to cause such a problem, it is necessary to employ an etching means using gas or plasma.

例えば、上述の各絶縁層のうち、酸化シリコン層をガスによってエッチングする場合、フッ化水素の蒸気が利用される。従来、エッチング対象とは異なる領域の該絶縁層をフッ化水素の蒸気に曝露することを防ぐために、フッ化水素の蒸気に対する透過性が低い保護材料としてアモルファスシリコン(a−Si)層又はタングステンシリサイド(WSi)層又は酸化アルミ(Al)等の無機材料が採用されてきた。しかしながら、酸化シリコン層をガスによってエッチングした後に前述の無機材料を除去する場合、一般的に採用されている構造体の母材であるシリコンとのエッチング速度の選択比が十分に得られないため、その無機材料を除去することが実質的に不可能であった。 For example, when etching a silicon oxide layer with a gas among the above insulating layers, vapor of hydrogen fluoride is used. Conventionally, an amorphous silicon (a-Si) layer or tungsten silicide is used as a protective material having low permeability to hydrogen fluoride vapor in order to prevent the insulating layer in a region different from an etching target from being exposed to hydrogen fluoride vapor. Inorganic materials such as (WSi) layers or aluminum oxide (Al 2 O 3 ) have been employed. However, when the above-mentioned inorganic material is removed after etching the silicon oxide layer with a gas, the etching rate selection ratio with silicon that is a base material of a structure that is generally employed cannot be sufficiently obtained. It was virtually impossible to remove the inorganic material.

一方、保護材料として有機材料を採用することは、その後の酸素プラズマを用いた処理によって容易に除去できるため好ましい。しかしながら、例えば、公知のレジスト膜を保護材料として採用した場合、仮に数μmの厚みのレジスト層であれば、フッ化水素の蒸気がそのレジスト層を透過することになるため、保護材料としての機能を果たさないことになる。他方、100μm以上(例えば、200μm)の厚みのレジスト膜を被保護層上に形成したとしても、長時間のフッ化水素の蒸気による曝露に対する遮蔽効果は備えない。従って、公知のレジスト層は、被保護層に対する十分な遮蔽効果を奏し難い。上述の特許文献1に記載された発明においては、アモルファスカーボン膜がバリア層として銅の拡散を防止するために設けられたものであるため、そもそも該アモルファスカーボン膜の除去に関する思想は全く示唆ないし開示されていない。加えて、フッ化水素の蒸気への耐性又は遮蔽性があると言われている上述の特許文献2に記載のレジストであっても、長時間におけるフッ化水素の蒸気への耐性又は遮蔽性については、未だ確認されていない。特に、MEMS(又はNEMS)分野においては、1時間以上の処理時間を要することが一般的であるため、長時間の処理に耐えうる有機材料としての保護材料は、産業界において強く要望されているところである。   On the other hand, it is preferable to use an organic material as the protective material because it can be easily removed by a subsequent treatment using oxygen plasma. However, for example, when a known resist film is used as the protective material, if the resist layer has a thickness of several μm, the hydrogen fluoride vapor will pass through the resist layer, so that it functions as a protective material. Will not be fulfilled. On the other hand, even if a resist film having a thickness of 100 μm or more (for example, 200 μm) is formed on the protective layer, it does not have a shielding effect against long-time exposure to hydrogen fluoride vapor. Therefore, the known resist layer is difficult to provide a sufficient shielding effect for the protected layer. In the invention described in the above-mentioned Patent Document 1, since the amorphous carbon film is provided as a barrier layer to prevent copper diffusion, the idea regarding the removal of the amorphous carbon film is not suggested or disclosed at all. It has not been. In addition, even with the resist described in Patent Document 2, which is said to be resistant to hydrogen fluoride vapor or shielded, the hydrogen fluoride vapor resistant or shielded for a long time. Has not been confirmed yet. In particular, in the MEMS (or NEMS) field, since it is common to require a processing time of 1 hour or more, a protective material as an organic material that can withstand long-time processing is strongly demanded in the industry. By the way.

本発明は、フッ化水素の蒸気への遮蔽効果を備える、被保護層を覆う保護材料の除去の容易性の実現に大きく貢献するものである。   The present invention greatly contributes to the realization of the ease of removing the protective material covering the protected layer, which has a shielding effect on the vapor of hydrogen fluoride.

本願発明者は、上述の保護材料が、その役割を終えた後に従来よりも容易に除去し得るものであれば、被保護層の加工後の処理の迅速性を実現しうると考え、鋭意研究と分析に取り組んだ。その結果、本願発明者は、被保護層上に、有機物層であるアモルファスカーボン層及びダイヤモンドライクカーボン層の群から選択される少なくとも1種の層を積層させることにより、被保護層へのフッ化水素の蒸気の遮蔽効果を発揮する保護材料を実現するとともに、その後の酸素プラズマを用いた処理による容易な該保護材料の除去を実現しうることを知見した。本発明の積層膜及びその製造方法は、上述の視点に基づいて創出された。   The inventor of the present application considers that if the above-described protective material can be removed more easily than the conventional material after finishing its role, it is possible to realize the speed of processing after processing the protective layer, and earnest research And worked on the analysis. As a result, the inventor of the present application laminated at least one layer selected from the group consisting of an amorphous carbon layer and a diamond-like carbon layer, which are organic layers, on the protected layer, thereby fluorinating the protected layer. It has been found that a protective material that exhibits an effect of shielding hydrogen vapor can be realized, and that the protective material can be easily removed by a subsequent treatment using oxygen plasma. The laminated film and the manufacturing method thereof of the present invention were created based on the above viewpoint.

本発明の1つの積層膜は、CVD法又はPVD法によって第1層の一部を覆うように形成されたアモルファスカーボン層及びダイヤモンドライクカーボン層の群から選択される少なくとも1種の第2層を備えている。また、この積層膜においては、前述の第2層と前述の一部と異なる領域の第1層とが、フッ化水素の蒸気に曝露されたときに、その一部と異なる領域の第1層のエッチング速度が、その一部の第1層のエッチング速度よりも800倍以上速い。   One laminated film of the present invention includes at least one second layer selected from the group of an amorphous carbon layer and a diamond-like carbon layer formed so as to cover a part of the first layer by a CVD method or a PVD method. I have. Further, in this laminated film, when the above-mentioned second layer and the first layer in a region different from the above-mentioned part are exposed to hydrogen fluoride vapor, the first layer in a region different from the part of the first layer. Is more than 800 times faster than the etching rate of a part of the first layer.

この積層膜によれば、アモルファスカーボン層及びダイヤモンドライクカーボン層の群から選択される少なくとも1種の有機物層である第2層が覆っている被保護層としての第1層と、フッ化水素の蒸気に曝露される第1層とのエッチング速度の差が十分に確保できる。その結果、第2層に覆われた被保護層としての第1層の損傷(エッチング)を確度高く防止ないし抑制した上で、フッ化水素の蒸気に曝露される第1層の確度高いエッチングを実現することができる。さらに、被保護層を覆っているのが該第2層を構成する有機物層であることから、第1層の一部のエッチングが終了した後に該第2層を除去する際に、液体による処理を要することなく、例えば酸素プラズマによる処理という、容易、迅速、かつ低コストな手段によって該第2層を除去することが可能となる。加えて、この積層膜によれば、該酸素プラズマによる処理による処理を行う際に、一般的に採用されている構造体の母材であるシリコン又はその構造体の部材の一つとなり得る窒化シリコンとのエッチング速度の差(選択比)を十分に得ることができる。   According to this laminated film, the first layer as the protected layer covered by the second layer which is at least one organic material layer selected from the group of the amorphous carbon layer and the diamond-like carbon layer, and the hydrogen fluoride A sufficient difference in etching rate with the first layer exposed to the vapor can be secured. As a result, after the damage (etching) of the first layer as the protected layer covered by the second layer is prevented or suppressed with high accuracy, the first layer exposed to the hydrogen fluoride vapor is etched with high accuracy. Can be realized. Further, since the organic layer constituting the second layer covers the layer to be protected, when the second layer is removed after the etching of a part of the first layer is completed, treatment with a liquid is performed. Therefore, the second layer can be removed by an easy, rapid and low-cost means such as treatment with oxygen plasma. In addition, according to this laminated film, silicon, which is a base material of a structure that is generally employed, or silicon nitride that can be one of the members of the structure, when performing the treatment by the oxygen plasma treatment A sufficient difference in etching rate (selectivity) can be obtained.

また、本発明の1つの積層膜の製造方法は、CVD法又はPVD法によって第1層の一部を覆うようにアモルファスカーボン層及びダイヤモンドライクカーボン層の群から選択される少なくとも1種の第2層を形成する有機物層形成工程(第2層形成工程)と、その第2層とその一部と異なる領域の第1層とをフッ化水素の蒸気に曝露する曝露工程と、を含んでいる。加えて、この積層膜の製造方法においては、前述の曝露工程において、前述の一部と異なる領域の第1層のエッチング速度が、その一部の第1層のエッチング速度よりも800倍以上速い。   Moreover, the manufacturing method of one laminated film of this invention is at least 1 type of 2nd selected from the group of an amorphous carbon layer and a diamond-like carbon layer so that a part of 1st layer may be covered by CVD method or PVD method. An organic layer forming step for forming a layer (second layer forming step), and an exposing step for exposing the second layer and a first layer in a region different from the second layer to a part of the second layer. . In addition, in the method for manufacturing the laminated film, in the exposure step, the etching rate of the first layer in a region different from the part described above is 800 times or more faster than the etching rate of the part of the first layer. .

この積層膜の製造方法によれば、上述の有機物層形成工程において形成されるアモルファスカーボン層及びダイヤモンドライクカーボン層の群から選択される少なくとも1種の有機物層である第2層によって、該第2層に覆われる被保護層としての第1層と、フッ化水素の蒸気に曝露される第1層とのエッチング速度の差が十分に確保できる。その結果、上述の曝露工程においては、第2層に覆われた被保護層としての第1層の損傷(エッチング)を確度高く防止ないし抑制した上で、フッ化水素の蒸気に曝露される第1層の確度高いエッチングを実現することができる。さらに、第1層を覆っているのが該第2層を構成する有機物層であることから、前述の曝露工程後に該第2層を除去する際に、液体による処理を要することなく、例えば酸素プラズマによる処理という、容易、迅速、かつ低コストな手段によって該第2層を除去することが可能となる。加えて、この積層膜の製造方法によれば、該酸素プラズマによる処理による処理を行う際に、一般的に採用されている構造体の母材であるシリコン又はその構造体の部材の一つとなり得る窒化シリコンとのエッチング速度の差(選択比)を十分に得ることができる。   According to this method for producing a laminated film, the second layer, which is at least one organic material layer selected from the group of the amorphous carbon layer and the diamond-like carbon layer formed in the organic material layer forming step, is used as the second layer. A sufficient difference in etching rate between the first layer as the protection layer covered by the layer and the first layer exposed to the hydrogen fluoride vapor can be secured. As a result, in the above-described exposure step, damage (etching) of the first layer as the protection layer covered by the second layer is prevented or suppressed with high accuracy, and then exposed to the hydrogen fluoride vapor. One layer of highly accurate etching can be realized. Further, since the organic layer constituting the second layer covers the first layer, for example, oxygen can be used without removing the second layer after the exposure step, without requiring treatment with a liquid. The second layer can be removed by an easy, rapid, and low-cost means called plasma treatment. In addition, according to this method for manufacturing a laminated film, silicon or a member of the structure, which is a base material of a structure that is generally employed, is used when performing the treatment by the treatment with oxygen plasma. A sufficient difference (selectivity) in etching rate from the obtained silicon nitride can be obtained.

なお、本願における第1層は、上述の有機物層によってフッ化水素の蒸気の曝露から保護しようとする層であればよいため、その層の材料ないし機能に限定されない。また、本願の第1層は単層のみならず複数層も含む。   In addition, since the 1st layer in this application should just be a layer which is going to protect from exposure of the vapor | steam of hydrogen fluoride by the above-mentioned organic substance layer, it is not limited to the material thru | or function of the layer. The first layer of the present application includes not only a single layer but also a plurality of layers.

本発明の1つの積層膜によれば、アモルファスカーボン層及びダイヤモンドライクカーボン層の群から選択される少なくとも1種の有機物層が覆っている被保護層と、フッ化水素の蒸気に曝露される層とのエッチング速度の差が十分に確保できる。その結果、被保護層の損傷を確度高く防止ないし抑制した上で、フッ化水素の蒸気に曝露される層の確度高いエッチングを実現することができる。さらに、被保護層を覆う有機物層は、例えば酸素プラズマによる処理という、容易、迅速、かつ低コストな手段によって該第2層を除去することが可能となる。   According to one laminated film of the present invention, a protective layer covered with at least one organic material layer selected from the group of an amorphous carbon layer and a diamond-like carbon layer, and a layer exposed to hydrogen fluoride vapor A sufficient difference in etching rate can be secured. As a result, it is possible to achieve highly accurate etching of the layer exposed to the hydrogen fluoride vapor while preventing or suppressing damage to the protected layer with high accuracy. Further, the organic layer covering the protected layer can be removed by an easy, rapid and low-cost means such as treatment with oxygen plasma.

また、本発明の1つの積層膜の製造方法によれば、また、上述の有機物層形成工程において形成される有機物層が覆っている被保護層と、フッ化水素の蒸気に曝露される層とのエッチング速度の差が十分に確保できる。その結果、上述の曝露工程においては、被保護層の損傷を確度高く防止ないし抑制した上で、フッ化水素の蒸気に曝露される層の確度高いエッチングを実現することができる。さらに、被保護層を覆う有機物層は、例えば酸素プラズマによる処理という、容易、迅速、かつ低コストな手段によって該第2層を除去することが可能となる。   Moreover, according to the manufacturing method of one laminated film of this invention, the layer to be protected which the organic substance layer formed in the above-mentioned organic substance layer formation process covers, and the layer exposed to the vapor of hydrogen fluoride, A sufficient difference in etching rate can be secured. As a result, in the above-described exposure step, it is possible to achieve highly accurate etching of the layer exposed to the hydrogen fluoride vapor while preventing or suppressing damage to the protected layer with high accuracy. Further, the organic layer covering the protected layer can be removed by an easy, rapid and low-cost means such as treatment with oxygen plasma.

本発明の1つの実施形態における積層膜の製造装置の構成を示す一部断面図である。It is a partial cross section figure which shows the structure of the manufacturing apparatus of the laminated film in one embodiment of this invention. 本発明の1つの実施形態における、被保護層としての第1層上の有機物層である第2層の厚みが約70nmの積層膜(a)と、該第2層の厚みが約500nmの積層膜(b)とを示す断面SEM写真である。In one embodiment of the present invention, a laminated film (a) having a thickness of about 70 nm as a second layer, which is an organic material layer on the first layer as a protected layer, and a laminated film having a thickness of about 500 nm as the second layer It is a cross-sectional SEM photograph which shows a film | membrane (b). 本発明の1つの実施形態における積層膜の構造の一例を示す断面構成図である。It is a section lineblock diagram showing an example of the structure of the lamination film in one embodiment of the present invention. 本発明の1つの実施形態における積層膜の構造の一例を示す断面構成図である。It is a section lineblock diagram showing an example of the structure of the lamination film in one embodiment of the present invention. 本発明の1つの実施形態における積層膜の構造の一例を示す断面構成図である。It is a section lineblock diagram showing an example of the structure of the lamination film in one embodiment of the present invention. 本発明の1つの実施形態における、フッ化水素の蒸気及びエタノールの蒸気に3時間曝露後の、被保護層としての第1層上の有機物層である第2層の厚みが約70nmの積層膜(a)と、該第2層の厚みが約500nmの積層膜(b)とを示す断面SEM写真である。In one embodiment of the present invention, a laminated film having a second layer thickness of about 70 nm, which is an organic layer on the first layer as a protective layer, after exposure to hydrogen fluoride vapor and ethanol vapor for 3 hours It is a cross-sectional SEM photograph which shows (a) and the laminated film (b) whose thickness of this 2nd layer is about 500 nm.

つぎに、本発明の実施形態を、添付する図面に基づいて詳細に述べる。尚、この説明に際し、全図にわたり、共通する部分には共通する参照符号を付す。また、図中、本実施形態の要素は必ずしもスケール通りに示していない。また、以下の各種ガスの流量は、標準状態の流量を示す。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this description, common parts are denoted by common reference symbols throughout the drawings. In the drawings, the elements of the present embodiment are not necessarily shown according to the scale. Moreover, the flow rates of the following various gases indicate the flow rates in the standard state.

<第1の実施形態>
図1は、本実施形態の積層膜の製造装置100の構成を示す一部断面図である。本図面は概略図であるため、公知のガス供給機構の一部や排気機構の一部を含む周辺装置は省略されている。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a partial cross-sectional view illustrating a configuration of a laminated film manufacturing apparatus 100 according to the present embodiment. Since this drawing is a schematic diagram, peripheral devices including a part of a known gas supply mechanism and a part of an exhaust mechanism are omitted.

図示しない基板搬送チャンバーによって搬送された被処理体(本願においては、「シリコン基板」)10は、チャンバー40の中央付近に設けられたステージ41に載置される。被処理体10及びチャンバー40内は、チャンバー40の外壁に備え付けられたヒーター44a,44bにより加熱される。チャンバー40には、メタン(CH)ガスのガスボンベ42aがガス流量調整器43aを介して接続されており、希ガス(代表的には、アルゴン(Ar)ガス)のガスボンベ42bがガス流量調整器43bを介して接続されている。 An object to be processed (in this application, “silicon substrate”) 10 transferred by a substrate transfer chamber (not shown) is placed on a stage 41 provided near the center of the chamber 40. The object 10 and the inside of the chamber 40 are heated by heaters 44 a and 44 b provided on the outer wall of the chamber 40. A gas cylinder 42a of methane (CH 4 ) gas is connected to the chamber 40 via a gas flow rate regulator 43a, and a gas cylinder 42b of rare gas (typically argon (Ar) gas) is connected to the gas flow rate regulator. 43b is connected.

また、高周波電源46aは、シャワーヘッドガス導入部45に高周波電力を印加することにより、シャワーヘッドガス導入部45から吐出した上記ガスをプラズマ化する。生成されたプラズマは、必要に応じて高周波電源46bにより高周波電力が印加されたステージ41上に載置された被処理体10(より具体的には、被処理体10上に形成された被保護層としての第1層20上)に到達する。本実施形態においては、第1層20の一例である酸化シリコン層上に、有機物層である第2層(以下、単に「第2層」という)30の一例であるアモルファスカーボン層及びダイヤモンドライクカーボン層の群から選択される少なくとも1種の層の形成工程が行われる。その結果、第1層20と第2層30とからなる積層膜90が形成される。   Further, the high frequency power supply 46 a applies high frequency power to the shower head gas introduction unit 45 to turn the gas discharged from the shower head gas introduction unit 45 into plasma. The generated plasma is subjected to the object to be processed 10 (more specifically, the object to be protected formed on the object to be processed 10) placed on the stage 41 to which high frequency power is applied by the high frequency power supply 46 b as necessary. To the first layer 20 as a layer). In the present embodiment, an amorphous carbon layer and diamond-like carbon that are examples of a second layer (hereinafter simply referred to as “second layer”) 30 that is an organic layer on a silicon oxide layer that is an example of the first layer 20. A step of forming at least one layer selected from the group of layers is performed. As a result, a laminated film 90 composed of the first layer 20 and the second layer 30 is formed.

シャワーヘッドガス導入部45は、リング状のシール材Sによってチャンバー40とは電気的に絶縁されている。また、ステージ41もリング状のシール材Sによってチャンバー40とは電気的に絶縁されている。また、このチャンバー40内を減圧し、かつプロセス後に生成されるガスを排気するため、チャンバー40には真空ポンプ47が排気流量調整器48を介して接続されている。さらに、このチャンバー40からの排気流量は排気流量調整器48により変更される。上述のガス流量調整器43a,43b、ヒーター44a,44b、第1高周波電源46a、第2高周波電源46b及び排気流量調整器48は、制御部49により制御される。   The shower head gas introduction part 45 is electrically insulated from the chamber 40 by a ring-shaped sealing material S. The stage 41 is also electrically insulated from the chamber 40 by the ring-shaped sealing material S. In addition, a vacuum pump 47 is connected to the chamber 40 via an exhaust flow rate regulator 48 in order to depressurize the chamber 40 and exhaust gas generated after the process. Further, the exhaust flow rate from the chamber 40 is changed by an exhaust flow rate regulator 48. The gas flow regulators 43a and 43b, the heaters 44a and 44b, the first high-frequency power supply 46a, the second high-frequency power supply 46b, and the exhaust flow regulator 48 are controlled by the control unit 49.

ところで、本実施形態における積層膜の製造装置100に備えられている制御部49は、コンピュータ60に接続されている。コンピュータ60は、上述のプロセスを実行するための積層膜の製造プログラムにより、上述のプロセスを監視し、又は統合的に制御する。なお、本実施形態では、その製造プログラムがコンピュータ60内のハードディスクドライブ、又はコンピュータ60に設けられた光ディスクドライブ等に挿入される光ディスク等の公知の記録媒体に保存されているが、この製造プログラムの保存先はこれに限定されない。例えば、この製造プログラムの一部又は全部は、本実施形態におけるプロセスチャンバーに備えられている制御部49内に保存されていてもよい。また、この製造プログラムは、ローカルエリアネットワークやインターネット回線等の公知の技術を介して上述の各プロセスを監視し、又は制御することもできる。   Incidentally, the control unit 49 provided in the laminated film manufacturing apparatus 100 in the present embodiment is connected to the computer 60. The computer 60 monitors or comprehensively controls the above-described process by a laminated film manufacturing program for executing the above-described process. In the present embodiment, the manufacturing program is stored in a known recording medium such as an optical disk inserted into a hard disk drive in the computer 60 or an optical disk drive provided in the computer 60. The storage destination is not limited to this. For example, a part or all of the manufacturing program may be stored in the control unit 49 provided in the process chamber in the present embodiment. The manufacturing program can also monitor or control each of the processes described above via a known technique such as a local area network or an Internet line.

次に、本実施形態における積層膜の製造装置100のチャンバー40におけるプロセスについて説明する。   Next, a process in the chamber 40 of the laminated film manufacturing apparatus 100 in this embodiment will be described.

<有機物層の形成工程>
本実施形態では、上述のとおり、第1層20の一例である酸化シリコン層上に、第2層30の一例であるアモルファスカーボン層及びダイヤモンドライクカーボン層の群から選択される少なくとも1種の層を形成する工程が行われる。なお、本実施形態においては、第1層20としての酸化シリコン層は、公知の方法(例えば、プラズマCVD法)によって形成され得る。
<Formation process of organic layer>
In the present embodiment, as described above, at least one layer selected from the group of the amorphous carbon layer that is an example of the second layer 30 and the diamond-like carbon layer on the silicon oxide layer that is an example of the first layer 20. The process of forming is performed. In the present embodiment, the silicon oxide layer as the first layer 20 can be formed by a known method (for example, a plasma CVD method).

加熱された被処理体10及び被処理体10上の第1層20が、チャンバー40を用いてメタンガスから形成されるプラズマに曝露される。具体的には、チャンバー40内の圧力が50Paとなるまで、100sccmのメタンガスがチャンバー40に供給される。また、ステージ41の温度が350℃になるまでヒーター44bが加熱される。その後、シャワーヘッドガス導入部45には、50Wの高周波電力(本実施形態の出力周波数は13.56MHz)が印加され、ステージ41には、400Wの高周波電力(本実施形態の出力周波数は380kHz)が印加される。本実施形態では、上記のプラズマ条件による第2層30の形成工程が2分〜20分間行われることにより、約50nm〜約500nm厚の第2層30が形成される。その結果、第1層20と第2層30との積層膜90が形成される。図2は、本実施形態における、第1層20上の第2層30の厚みが約70nmの積層膜(a)と、該第2層30の厚みが約500nmの積層膜(b)とを示す断面SEM写真である。   The heated object 10 and the first layer 20 on the object 10 are exposed to plasma formed from methane gas using the chamber 40. Specifically, 100 sccm of methane gas is supplied to the chamber 40 until the pressure in the chamber 40 reaches 50 Pa. Further, the heater 44b is heated until the temperature of the stage 41 reaches 350 ° C. Thereafter, 50 W of high frequency power (the output frequency of the present embodiment is 13.56 MHz) is applied to the showerhead gas introduction unit 45, and 400 W of high frequency power (the output frequency of the present embodiment is 380 kHz) is applied to the stage 41. Is applied. In the present embodiment, the second layer 30 having a thickness of about 50 nm to about 500 nm is formed by performing the formation process of the second layer 30 under the above plasma conditions for 2 minutes to 20 minutes. As a result, a laminated film 90 of the first layer 20 and the second layer 30 is formed. FIG. 2 shows a laminated film (a) in which the thickness of the second layer 30 on the first layer 20 is about 70 nm and a laminated film (b) in which the thickness of the second layer 30 is about 500 nm in this embodiment. It is a cross-sectional SEM photograph shown.

なお、本実施形態の第2層30は有機物層であり、具体的にはカーボン層である。さらに具体的には、この第2層30は、アモルファスカーボン層及びダイヤモンドライクカーボン層の群から選択される少なくとも1種の層である。従って、本実施形態の第2層30は、少なくともアモルファスカーボン層又はダイヤモンドライクカーボン層を含むカーボン層であり、アモルファスカーボン層又はダイヤモンドライクカーボン層のいずれか一方に限定されるものではない。   Note that the second layer 30 of the present embodiment is an organic layer, specifically a carbon layer. More specifically, the second layer 30 is at least one layer selected from the group of an amorphous carbon layer and a diamond-like carbon layer. Therefore, the second layer 30 of the present embodiment is a carbon layer including at least an amorphous carbon layer or a diamond-like carbon layer, and is not limited to either the amorphous carbon layer or the diamond-like carbon layer.

また、本実施形態の第1層20は酸化シリコン層であったが、この第1層20は酸化シリコン層に限定されない。例えば、フッ化水素蒸気に対する耐性の無い、酸窒化シリコン層又は窒化シリコン層を含む絶縁層、チタン及び窒化チタンを含む導電性を備えうる層、並びに樹脂層を含む有機膜層の群から選択される少なくとも1種も、本実施形態の第1層20に含まれ得る。   Further, the first layer 20 of the present embodiment is a silicon oxide layer, but the first layer 20 is not limited to the silicon oxide layer. For example, it is selected from the group consisting of an insulating layer including a silicon oxynitride layer or a silicon nitride layer, a conductive layer including titanium and titanium nitride, and an organic film layer including a resin layer, which is not resistant to hydrogen fluoride vapor. May be included in the first layer 20 of the present embodiment.

また、本実施形態の積層膜90は、第1層20の全表面上に第2層30が形成されているが、本実施形態の積層膜90はそのような態様に限定されない。例えば、図3に示すような、公知の手段によって比較的容易に形成されるパターンが形成された第2層30を第1層20上に備える積層膜90であっても、本実施形態の効果が奏され得る。この積層膜90がフッ化水素の蒸気に曝露されると、第2層30に覆われていない第1層20はフッ化水素の蒸気によってエッチングされることになる。本実施形態においては、第1層20の一部が第2層30に覆われているため、積層膜90がフッ化水素の蒸気に曝露される場合、第2層30に覆われる第1層20と、フッ化水素の蒸気に曝露される第1層20とのエッチング速度の差が十分に確保できる。   Moreover, although the 2nd layer 30 is formed in the laminated film 90 of this embodiment on the whole surface of the 1st layer 20, the laminated film 90 of this embodiment is not limited to such an aspect. For example, even if the laminated film 90 includes the second layer 30 on the first layer 20 on which the pattern formed relatively easily by a known means as shown in FIG. Can be played. When the laminated film 90 is exposed to hydrogen fluoride vapor, the first layer 20 not covered by the second layer 30 is etched by the hydrogen fluoride vapor. In the present embodiment, since a part of the first layer 20 is covered with the second layer 30, the first layer covered with the second layer 30 when the laminated film 90 is exposed to hydrogen fluoride vapor. A sufficient difference in etching rate between the first layer 20 exposed to the vapor of hydrogen fluoride and 20 can be ensured.

より具体的には、本実施形態における第2層30の形成条件において、フッ化水素の蒸気に曝露される第1層20のエッチング速度が、第2層30に覆われる第1層20のエッチング速度の800倍以上であることが分かった。また、第2層30と第1層20との密着性も良好であることが分かった。その結果、有機物層に覆われた被保護層の損傷(エッチング)を防止ないし抑制した上で、フッ化水素の蒸気に曝露される被保護層の確度高いエッチングを実現することができる。上述のエッチング速度の差が得られることにより、例えば、フッ化水素の蒸気によって等方的にエッチングされる酸化シリコン層が第1層20であっても、ほとんど第2層30によって覆われている第1層20への侵食なしに、エッチングされ得る点は特筆に価する。   More specifically, the etching rate of the first layer 20 exposed to the vapor of hydrogen fluoride is the etching rate of the first layer 20 covered by the second layer 30 under the formation conditions of the second layer 30 in the present embodiment. It was found that the speed was 800 times or more. Moreover, it turned out that the adhesiveness of the 2nd layer 30 and the 1st layer 20 is also favorable. As a result, it is possible to achieve highly accurate etching of the protected layer exposed to the hydrogen fluoride vapor while preventing or suppressing damage (etching) of the protected layer covered with the organic material layer. By obtaining the above-described difference in etching rate, for example, even if the silicon oxide layer isotropically etched by the hydrogen fluoride vapor is the first layer 20, it is almost covered by the second layer 30. It is worth noting that the first layer 20 can be etched without erosion.

また、図4は、埋め込み酸化シリコン層としての第1層21を備えるSOI基板において本実施形態の積層膜90が活用される例を示している。この態様においては、被処理体10と活性層11との間に形成されている埋め込み酸化シリコン層としての第1層21がいわゆる犠牲層である。また、埋め込み酸化シリコン層としての第1層21がフッ化水素の蒸気及びエタノールの蒸気に曝露されることによってエッチングされる。一方、被処理体10の背面側に形成されている被保護層としての第1層20である酸化シリコン層は、第2層30によって覆われている。その結果、第1層20と第2層30とにより形成された積層膜90がフッ化水素の蒸気及びエタノールの蒸気に被処理体10の両面で曝露されたとしても、第2層30のフッ化水素の蒸気及びエタノールの蒸気への耐性によって第1層20が保護されることになる。ここで、エッチング対象となる埋め込み酸化シリコン層(第1層)21上にフッ化水素の蒸気を吸着させるための補助剤として、エタノールの蒸気及び/又は水蒸気が添加される場合がある。また、エタノールの蒸気及び/又は水蒸気は、第2層30に対して化学変化等の影響を与えない材料として採用されている。本実施形態においては、積層膜90はフッ化水素の蒸気とともに、エタノールの蒸気にも曝露される。エタノールの蒸気は埋め込み酸化シリコン層としての第1層21のエッチングには寄与しないが、埋め込み酸化シリコン層が除去された後の被処理体10と活性層11とを離間させた状態を保つことに寄与する。エタノールの蒸気を導入する他の実施態様においても、エタノールの蒸気は同様の効果を奏しうる。   FIG. 4 shows an example in which the laminated film 90 of this embodiment is used in an SOI substrate including the first layer 21 as a buried silicon oxide layer. In this embodiment, the first layer 21 as a buried silicon oxide layer formed between the object to be processed 10 and the active layer 11 is a so-called sacrificial layer. The first layer 21 as the buried silicon oxide layer is etched by being exposed to hydrogen fluoride vapor and ethanol vapor. On the other hand, the silicon oxide layer that is the first layer 20 as the protection layer formed on the back side of the object to be processed 10 is covered with the second layer 30. As a result, even if the laminated film 90 formed by the first layer 20 and the second layer 30 is exposed to hydrogen fluoride vapor and ethanol vapor on both surfaces of the object 10 to be treated, The first layer 20 is protected by resistance to hydrogen fluoride vapor and ethanol vapor. Here, ethanol vapor and / or water vapor may be added as an auxiliary agent for adsorbing hydrogen fluoride vapor on the buried silicon oxide layer (first layer) 21 to be etched. Further, ethanol vapor and / or water vapor is employed as a material that does not affect the second layer 30 by chemical change or the like. In this embodiment, the laminated film 90 is exposed to ethanol vapor as well as hydrogen fluoride vapor. The ethanol vapor does not contribute to the etching of the first layer 21 as the buried silicon oxide layer, but keeps the object 10 and the active layer 11 separated after the buried silicon oxide layer is removed. Contribute. In other embodiments in which ethanol vapor is introduced, the ethanol vapor may have a similar effect.

ここで、図4に示す態様において、仮に液体によるエッチング手段を採用して埋め込み酸化シリコン層21を除去すると、その液体の表面張力によってその埋め込み酸化シリコン層21領域を挟んだ活性層11と被処理体10とが接した状態で留まってしまうという問題が生じ得る。しかしながら、本実施形態において説明したように、液体ではなく、蒸気(ガス)を用いた埋め込み酸化シリコン層21のエッチングが行われると、前述のような問題は生じ難い。この効果によって、特にMEMS又はNEMSの分野における各種デバイス(各種のセンサー又は分析装置等)の更なる微細化の促進、及び歩留まりの向上を確度高く実現することができる。なお、本実施形態のように、特に第1層20,21の一部である裏面側の酸化シリコン層(図4における第1層20)が第2層30によって保護されることも採用し得る一態様である。   Here, in the embodiment shown in FIG. 4, if the buried silicon oxide layer 21 is removed by employing a liquid etching means, the active layer 11 sandwiched between the buried silicon oxide layer 21 regions by the surface tension of the liquid and the object to be processed There may be a problem of staying in contact with the body 10. However, as described in the present embodiment, when the buried silicon oxide layer 21 is etched using vapor (gas) instead of liquid, the above-described problem hardly occurs. By this effect, it is possible to achieve further enhancement of the miniaturization of various devices (such as various sensors or analysis devices) in the field of MEMS or NEMS and improvement of the yield with high accuracy. It should be noted that, as in the present embodiment, it is also possible to employ the second layer 30 protecting the silicon oxide layer (the first layer 20 in FIG. 4) on the back side, which is a part of the first layers 20 and 21 in particular. It is one mode.

また、図5は、埋め込み酸化シリコン層21を備えるSOI基板において本実施形態の積層膜90が活用されるもう一つの例を示している。図4に示す態様と同様に、被処理体10と活性層11との間に形成されている埋め込み酸化シリコン層としての第1層21がいわゆる犠牲層である。また、埋め込み酸化シリコン層としての第1層21がフッ化水素の蒸気及びエタノールの蒸気に曝露されることによってエッチングされる。一方、この態様においては、第2層30が覆っている被保護層としての第1層50が、活性層11上に配置された電極15を覆う窒化シリコン層である。その結果、第1層50と第2層30とにより形成された積層膜90がフッ化水素の蒸気及びエタノールの蒸気に曝露されたとしても、第2層30のフッ化水素の蒸気及びエタノールの蒸気への耐性によって第1層50が保護されることになる。   FIG. 5 shows another example in which the laminated film 90 of this embodiment is used in an SOI substrate including the buried silicon oxide layer 21. Similar to the embodiment shown in FIG. 4, the first layer 21 as a buried silicon oxide layer formed between the workpiece 10 and the active layer 11 is a so-called sacrificial layer. The first layer 21 as the buried silicon oxide layer is etched by being exposed to hydrogen fluoride vapor and ethanol vapor. On the other hand, in this embodiment, the first layer 50 as the protected layer covered by the second layer 30 is a silicon nitride layer that covers the electrode 15 disposed on the active layer 11. As a result, even if the laminated film 90 formed by the first layer 50 and the second layer 30 is exposed to hydrogen fluoride vapor and ethanol vapor, the hydrogen fluoride vapor and ethanol of the second layer 30 are exposed. The first layer 50 is protected by resistance to steam.

なお、上述の図4及図5の示す各態様のように、被保護層としての第1層が、フッ化水素の蒸気及びエタノールの蒸気に曝露される第1層と同一材料によって形成される必要はなく、同一階層に配置されている必要も無い。加えて、被保護層としての第1層が被処理体10の裏面側に配置されるとともに、フッ化水素の蒸気及びエタノールの蒸気に曝露される第1層が被処理体10の表面側に配置されることも、本実施形態において採用し得る一態様である。   4 and 5, the first layer as the protected layer is formed of the same material as the first layer exposed to hydrogen fluoride vapor and ethanol vapor. There is no need, and there is no need to be arranged in the same hierarchy. In addition, a first layer as a protection layer is arranged on the back side of the object to be processed 10, and a first layer exposed to hydrogen fluoride vapor and ethanol vapor is on the surface side of the object to be processed 10. Arrangement is also an aspect that can be adopted in the present embodiment.

上述のとおり、本実施形態の積層膜は、各種のデバイス又は該デバイスの一部を担う構造において適宜採用され得る。いずれの構造においても、第1層20,50を保護する役割を終えた第2層30を、例えば酸素プラズマによる処理という、容易、迅速、かつ低コストな手段によって該有機物を除去することが可能となる。   As described above, the laminated film of the present embodiment can be appropriately employed in various devices or structures that bear a part of the devices. In any structure, the organic material can be removed from the second layer 30 that has finished the role of protecting the first layers 20 and 50 by an easy, rapid, and low-cost means such as treatment with oxygen plasma. It becomes.

<第1の実施形態の変形例> <Modification of First Embodiment>

なお、上述の第1の実施形態では、ステージ41の温度が350℃に設定されているが、ステージ41の温度はその温度に限定されない。例えば、ステージ41の温度が70℃以上であれば、処理時間又は形成される第2層30の厚みは異なるが、第1の実施形態の効果と同様の効果又はその一部の効果が奏され得る。但し、本願発明者は、これまでの研究と分析によって、ステージ41の温度が高いほど、第2層30のフッ化水素の蒸気及びエタノールの蒸気への耐性が高まることを知見した。従って、確度高くフッ化水素の蒸気及びエタノールの蒸気への耐性を高める観点から言えば、ステージ41の温度が200℃以上であることは、より好適な一態様である。また、ステージ41の温度の上限は特に限定しないが、高コスト及び長時間のプロセスを避ける観点から、ステージ41の温度は400℃以下に設定されることが好ましい。   In the first embodiment described above, the temperature of the stage 41 is set to 350 ° C., but the temperature of the stage 41 is not limited to that temperature. For example, when the temperature of the stage 41 is 70 ° C. or higher, the processing time or the thickness of the formed second layer 30 is different, but the same effect as the effect of the first embodiment or a part of the effect is exhibited. obtain. However, the inventor of the present application has found that, as the temperature of the stage 41 is higher, the resistance of the second layer 30 to the hydrogen fluoride vapor and the ethanol vapor increases as the temperature of the stage 41 increases. Therefore, from the viewpoint of increasing the resistance to hydrogen fluoride vapor and ethanol vapor with high accuracy, it is a more preferable aspect that the temperature of the stage 41 is 200 ° C. or higher. Further, the upper limit of the temperature of the stage 41 is not particularly limited, but the temperature of the stage 41 is preferably set to 400 ° C. or less from the viewpoint of avoiding high cost and a long process.

<第2の実施形態>
本実施形態の積層膜及びその製造方法は、第1の実施形態における第2層30の形成工程の一部の条件が異なる点を除き、第1の実施形態と同様である。従って、第1の実施形態と重複する説明は省略され得る。
<Second Embodiment>
The laminated film and the manufacturing method thereof of the present embodiment are the same as those of the first embodiment except that a part of the conditions for forming the second layer 30 in the first embodiment is different. Therefore, the description which overlaps with 1st Embodiment may be abbreviate | omitted.

<有機物層の形成工程>
本実施形態においても、被保護層としての第1層20である酸化シリコン層上に、第2層30の一例であるアモルファスカーボン層及びダイヤモンドライクカーボン層の群から選択される少なくとも1種の層を形成する工程が行われる。
<Formation process of organic layer>
Also in the present embodiment, at least one layer selected from the group of an amorphous carbon layer and a diamond-like carbon layer as an example of the second layer 30 on the silicon oxide layer that is the first layer 20 as the protected layer. The process of forming is performed.

加熱された被処理体10及び被処理体10上の第1層20が、チャンバー40を用いてメタンガスから形成されるプラズマに曝露される。具体的には、チャンバー40内の圧力が50Paとなるまで、100sccmのメタンガス及び500sccmのアルゴンガスがチャンバー40に供給される。次に、ステージ41の温度が70℃になるまでヒーター44bが加熱される。その後、シャワーヘッドガス導入部45には、150Wの高周波電力(本実施形態の出力周波数は380kHz)が印加され、ステージ41には、高周波電力は印加されない。本実施形態では、上記のプラズマ条件による第2層30の形成工程が3分〜30分間行われることにより、約50nm〜約500nm厚の第2層30が形成される。その結果、第1層20と第2層30との積層膜が形成される。   The heated object 10 and the first layer 20 on the object 10 are exposed to plasma formed from methane gas using the chamber 40. Specifically, 100 sccm of methane gas and 500 sccm of argon gas are supplied to the chamber 40 until the pressure in the chamber 40 reaches 50 Pa. Next, the heater 44b is heated until the temperature of the stage 41 reaches 70 ° C. Thereafter, 150 W of high-frequency power (the output frequency of the present embodiment is 380 kHz) is applied to the showerhead gas introduction unit 45, and no high-frequency power is applied to the stage 41. In the present embodiment, the second layer 30 having a thickness of about 50 nm to about 500 nm is formed by performing the formation process of the second layer 30 under the above plasma conditions for 3 minutes to 30 minutes. As a result, a laminated film of the first layer 20 and the second layer 30 is formed.

上述の各実施形態の積層膜のいずれにおいても、フッ化水素の蒸気及びエタノールの蒸気によるエッチング加工を終えた後に、酸素プラズマによる処理(いわゆるアッシング処理)を行うことにより、第2層30を除去することができた。   In any of the laminated films of each of the embodiments described above, the second layer 30 is removed by performing an oxygen plasma process (so-called ashing process) after etching with hydrogen fluoride vapor and ethanol vapor is finished. We were able to.

<積層膜の評価>
本願発明者は、ガスの供給と排気が可能な密閉チャンバー内に配置された上述の各実施形態において形成された積層膜がフッ化水素の蒸気及びエタノールの蒸気に所定時間曝したときの、第2層30及び被保護層としての第1層20の状態の変化を観察した。なお、この評価における第1層20は、公知の熱酸化法によって形成された酸化シリコン膜である。また、第2層30及び第1層20の厚みは、光干渉式膜厚測定装置によって測定した。
<Evaluation of laminated film>
The inventor of the present application is the first when the laminated film formed in each of the above-described embodiments disposed in a sealed chamber capable of supplying and exhausting gas is exposed to hydrogen fluoride vapor and ethanol vapor for a predetermined time. The change of the state of the 2nd layer 30 and the 1st layer 20 as a to-be-protected layer was observed. The first layer 20 in this evaluation is a silicon oxide film formed by a known thermal oxidation method. Moreover, the thickness of the 2nd layer 30 and the 1st layer 20 was measured with the optical interference type film thickness measuring apparatus.

具体的な曝露条件は、次のとおりである。まず、該チャンバー内に導入されたフッ化水素の蒸気の流量は700sccmであり、エタノールの蒸気265sccmであった。また、フッ化水素の蒸気及びエタノールの蒸気とともに、900sccmの流量の窒素(N)を導入した。また、該チャンバー内の圧力は約30kPaであった。なお、参考例として、これらの流量条件の各種ガスに曝された上述の熱酸化法による酸化シリコン膜のエッチング速度は、240nm/min.であることが確認された。また、第2層30及び第1層20の状態は、断面SEM写真の観察によって行われた。 Specific exposure conditions are as follows. First, the flow rate of the vapor of hydrogen fluoride introduced into the chamber was 700 sccm, and the vapor of ethanol was 265 sccm. In addition, nitrogen (N 2 ) at a flow rate of 900 sccm was introduced together with hydrogen fluoride vapor and ethanol vapor. The pressure in the chamber was about 30 kPa. As a reference example, the etching rate of the silicon oxide film by the above-described thermal oxidation method exposed to various gases at these flow conditions is 240 nm / min. It was confirmed that. The states of the second layer 30 and the first layer 20 were performed by observing a cross-sectional SEM photograph.

ステージ41の温度が350℃である第1の実施形態の積層膜については、第2層30の当初の厚みが約70nmであるか当初の約500nmであるかを問わず、上述の曝露条件下において、曝露開始から3時間経過後であっても実質的な厚みの減少が見られなかった。また、第2層30及び被保護層としての第1層20の損傷は見られなかった。図6は、第1の実施形態における、フッ化水素の蒸気及びエタノールの蒸気に3時間曝露後の、被保護層上の有機物層の厚みが約70nmの積層膜(a)と、該第2層30の厚みが約500nmの積層膜(b)とを示す断面SEM写真である。なお、前述のとおり、第2層30の厚みが、50nm以上100nm以下であっても、上述の曝露条件下において、曝露開始から3時間経過後であっても実質的な厚みの減少が見られなかったことは、第2層30の形成時間及び製造コストの低減の観点から非常に好適な一態様である。   For the laminated film of the first embodiment in which the temperature of the stage 41 is 350 ° C., regardless of whether the initial thickness of the second layer 30 is about 70 nm or the initial thickness of about 500 nm, No substantial decrease in thickness was observed even after 3 hours from the start of exposure. Moreover, the damage of the 2nd layer 30 and the 1st layer 20 as a to-be-protected layer was not seen. FIG. 6 shows a laminated film (a) in which the thickness of the organic layer on the protected layer is about 70 nm after exposure to hydrogen fluoride vapor and ethanol vapor for 3 hours in the first embodiment; It is a cross-sectional SEM photograph which shows the laminated film (b) whose thickness of the layer 30 is about 500 nm. As described above, even when the thickness of the second layer 30 is not less than 50 nm and not more than 100 nm, a substantial decrease in thickness is observed even after 3 hours from the start of exposure under the exposure conditions described above. The absence of the second layer 30 is a very preferable aspect from the viewpoint of reducing the formation time of the second layer 30 and the manufacturing cost.

しかしながら、ステージ41の温度が70℃である第2の実施形態の積層膜については、第2層30の当初の厚みが約500nmの場合は、第1の実施形態の積層膜の結果と同様であったが、第2層30の当初の厚みが約70nmの場合は、第2層30が何らかの損傷を受けていることが確認された。また、第2層30の当初の厚みが約70nmの場合は、3時間の曝露後において、約50nmの厚みにまで減少していた。加えて、第2層30の当初の厚みが約70nmの場合は、被保護層としての第1層20の厚みが当初の1.124μmから1.072μmに減少していた。その結果、このときの被保護層としての第1層20のエッチング速度は、0.29nm/min.であることから、上述の参考例の熱酸化法による酸化シリコン膜のエッチング速度(240nm/min.)を踏まえれば、第2層30に覆われないときの第1層20のエッチング速度は、第2層30に覆われている第1層20のそれよりも、少なくとも800倍以上速いことが分かる。   However, for the laminated film of the second embodiment in which the temperature of the stage 41 is 70 ° C., when the initial thickness of the second layer 30 is about 500 nm, the result is the same as the result of the laminated film of the first embodiment. However, when the initial thickness of the second layer 30 was about 70 nm, it was confirmed that the second layer 30 was damaged in some way. Further, when the initial thickness of the second layer 30 was about 70 nm, the thickness was reduced to about 50 nm after 3 hours of exposure. In addition, when the initial thickness of the second layer 30 was about 70 nm, the thickness of the first layer 20 as the protected layer was reduced from the initial 1.124 μm to 1.072 μm. As a result, the etching rate of the first layer 20 as the protected layer at this time is 0.29 nm / min. Therefore, based on the etching rate (240 nm / min.) Of the silicon oxide film by the thermal oxidation method of the reference example described above, the etching rate of the first layer 20 when not covered by the second layer 30 is It can be seen that it is at least 800 times faster than that of the first layer 20 covered by the two layers 30.

従って、シャワーヘッドガス導入部45への高周波電力の印加とともに、ステージ41にも高周波電力を印加することは、フッ化水素の蒸気及びエタノールの蒸気への第2層30の耐性を高める観点から好適な一態様である。但し、上述のいずれの積層膜であっても、上述の曝露条件下における3時間の曝露への耐性を備えていることは特筆に価する。なお、本願発明者の研究と分析によれば、第2層30に覆われない第1層20のエッチング速度が、第2層30に覆われている第1層20のエッチング速度よりも、も800倍以上速ければ、第2層30に覆われた被保護層としての第1層20の損傷(エッチング)を防止ないし抑制した上で、フッ化水素の蒸気及びエタノールの蒸気に曝露される第1層20の確度高いエッチングを実現することができる。   Therefore, it is preferable to apply high-frequency power to the stage 41 as well as high-frequency power to the showerhead gas introduction unit 45 from the viewpoint of increasing the resistance of the second layer 30 to hydrogen fluoride vapor and ethanol vapor. This is one aspect. However, it is worthy to note that any of the above laminated films has resistance to exposure for 3 hours under the above-mentioned exposure conditions. According to the research and analysis of the present inventor, the etching rate of the first layer 20 that is not covered by the second layer 30 is higher than the etching rate of the first layer 20 that is covered by the second layer 30. If the speed is 800 times or more, the damage (etching) of the first layer 20 as the protection layer covered by the second layer 30 is prevented or suppressed, and then exposed to hydrogen fluoride vapor and ethanol vapor. Highly accurate etching of the one layer 20 can be realized.

ところで、ステージ41に対する印加電力の値は特に限定されないが、フッ化水素の蒸気及びエタノールの蒸気への第2層30の耐性をより高める観点から言えば、被保護層としての第1層20が形成された被処理体10が載置されたステージに対して50W以上1000W以下の電力を印加することによって第2層30が形成されることが好ましい   By the way, although the value of the applied power to the stage 41 is not particularly limited, from the viewpoint of further enhancing the resistance of the second layer 30 to hydrogen fluoride vapor and ethanol vapor, the first layer 20 as the protection layer is It is preferable that the second layer 30 is formed by applying electric power of 50 W or more and 1000 W or less to the stage on which the formed workpiece 10 is placed.

さらに、発明者が調査を行った結果、第1の実施形態の積層膜については、第2層30の当初の厚みが約70nmであるか当初の約500nmであるかを問わず、上述の曝露条件下において、曝露開始から24時間経過後であっても厚みの減少がほとんど見られなかった。また、被保護層としての第1層20の厚みの減少も皆無又は限定的であった。前述のとおり、24時間の曝露に対しても耐え得る第2層30が形成されていることは、フッ化水素の蒸気及びエタノールの蒸気によってエッチングすることが可能な第1層20のプロセス上、及び構造上の自由度を格段に高めることになる。   Furthermore, as a result of investigation by the inventor, the above-described exposure was performed for the laminated film of the first embodiment regardless of whether the initial thickness of the second layer 30 was about 70 nm or about 500 nm. Under the conditions, there was almost no decrease in thickness even after 24 hours from the start of exposure. Further, there was no or limited decrease in the thickness of the first layer 20 as the protected layer. As described above, the formation of the second layer 30 that can withstand exposure for 24 hours is due to the process of the first layer 20 that can be etched by hydrogen fluoride vapor and ethanol vapor. In addition, the degree of structural freedom is greatly increased.

<その他の実施形態>
ところで、上述の実施形態では、制御部49が排気流量調整器38等に直接接続されていたが、上述の各実施形態の態様は、そのような構成に限定されない。例えば、制御部49が、ローカルエリアネットワークやインターネット回線等の公知の技術を介して、いわば間接的に、排気流量調整器48等と接続されている態様も上述の各実施形態の他の採用し得る一態様に含まれ得る。
<Other embodiments>
By the way, in the above-mentioned embodiment, although the control part 49 was directly connected to the exhaust gas flow regulator 38 grade | etc., The aspect of each above-mentioned embodiment is not limited to such a structure. For example, a mode in which the control unit 49 is connected to the exhaust flow rate regulator 48 or the like indirectly through a known technology such as a local area network or an Internet line may be adopted in other embodiments described above. It can be included in one embodiment.

また、上述の各実施形態においては、メタンガスを原料ガスとしてアモルファスカーボン層及びダイヤモンドライクカーボン層の群から選択される少なくとも1種の第2層が形成されているが、上述の各実施形態において用いられるガスはメタンガスに限定されない。例えば、アセチレンに代表されるハイドロカーボンガス、又はアセトンやキシレンに代表される炭素と水素のみで構成される有機溶媒をメタンガスの代わりに用いても上述の実施形態の効果と同等又は少なくとも一部の効果を得ることができる。   In each of the above-described embodiments, at least one second layer selected from the group of an amorphous carbon layer and a diamond-like carbon layer is formed using methane gas as a raw material gas. The gas produced is not limited to methane gas. For example, even if a hydrocarbon gas typified by acetylene or an organic solvent composed only of carbon and hydrogen typified by acetone or xylene is used instead of methane gas, it is equivalent to at least a part of the effect of the above embodiment. An effect can be obtained.

また、上述の各実施形態においては、被処理体10はシリコン基板であったが、上述の各実施形態の被処理体はシリコン基板に限定されない。例えば、被処理体が、ガラス基板又はガラス基板と接合したシリコン基板であっても、上述の各実施形態の効果と同様の又は少なくとも一部の効果が奏され得る。   In each of the above-described embodiments, the object to be processed 10 is a silicon substrate. However, the object to be processed in each of the above-described embodiments is not limited to a silicon substrate. For example, even if the object to be processed is a glass substrate or a silicon substrate bonded to the glass substrate, effects similar to or at least part of the effects of the above-described embodiments can be achieved.

さらに、上述の各実施形態においては、有機物層(第2層30)の形成においてプラズマCVD装置が用いられているが、上述の各実施形態において採用されるCVD装置は、プラズマCVD装置に限定されない。例えば、プラズマCVD装置の代わりに、熱CVD装置が採用された場合であっても、上述の各実施形態の効果と同等の効果を奏することができる。また、プラズマ生成手段として上述の実施形態では平行平板型(CCP;Capacitive-Coupled Plasma)を用いたが、上述の各実施形態はこれに限定されない。他の高密度プラズマ、例えば、ICP(Inductively-Coupled Plasma)、ECR(Electron-Cyclotron Resonance Plasma)、又はLP−CVD(Low Pressure CVD)を用いても、上述の実施形態の効果と同等又は少なくとも一部の効果を得ることができる。また、上述の実施形態においてはCVD法による有機物層の形成について説明されているが、上述の実施形態はCVD法による形成に限定されない。例えば、PVD法による該有機物層の形成であっても上述の実施形態の効果と同等又は少なくとも一部の効果を得ることができる。   Furthermore, in each of the above-described embodiments, a plasma CVD apparatus is used in forming the organic material layer (second layer 30). However, the CVD apparatus employed in each of the above-described embodiments is not limited to the plasma CVD apparatus. . For example, even when a thermal CVD apparatus is employed instead of the plasma CVD apparatus, the same effects as those of the above-described embodiments can be achieved. Moreover, although the parallel plate type | mold (CCP; Capacitive-Coupled Plasma) was used in the above-mentioned embodiment as a plasma production | generation means, each above-mentioned embodiment is not limited to this. The use of other high-density plasma, for example, ICP (Inductively-Coupled Plasma), ECR (Electron-Cyclotron Resonance Plasma), or LP-CVD (Low Pressure CVD), is equivalent to at least one of the effects of the above-described embodiment. The effect of a part can be acquired. Moreover, although formation of the organic substance layer by CVD method was demonstrated in the above-mentioned embodiment, the above-mentioned embodiment is not limited to formation by CVD method. For example, even when the organic material layer is formed by the PVD method, the effect equivalent to or at least a part of the effect of the above-described embodiment can be obtained.

なお、上述の各実施形態の開示は、それらの実施形態の説明のために記載したものであって、本発明を限定するために記載したものではない。加えて、各実施形態の他の組合せを含む本発明の範囲内に存在する変形例もまた、特許請求の範囲に含まれるものである。   The disclosure of each of the above-described embodiments is described for explaining the embodiments, and is not described for limiting the present invention. In addition, modifications within the scope of the present invention including other combinations of the embodiments are also included in the claims.

10 被処理体
11 活性層
15 電極
20,50 第1層
21 第1層(埋め込み酸化シリコン層)
30 第2層(有機物層)
41 ステージ
42a,42b ガスボンベ
43a,43b ガス流量調整器
40 チャンバー
46a 第1高周波電源
46b 第2高周波電源
47 真空ポンプ
48 排気流量調整器
49 制御部
44a,44b ヒーター
45 シャワーヘッドガス導入部
90 積層膜
100 積層膜の製造装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 To-be-processed object 11 Active layer 15 Electrode 20,50 1st layer 21 1st layer (buried silicon oxide layer)
30 Second layer (organic layer)
41 stages 42a, 42b gas cylinders 43a, 43b gas flow rate regulator 40 chamber 46a first high frequency power source 46b second high frequency power source 47 vacuum pump 48 exhaust flow rate regulator 49 control unit 44a, 44b heater 45 shower head gas introduction unit 90 laminated film 100 Multilayer film manufacturing equipment

Claims (7)

CVD法又はPVD法によって第1層の一部を覆うように形成されたアモルファスカーボン層及びダイヤモンドライクカーボン層の群から選択される少なくとも1種の第2層と、前記一部と異なる領域の第1層とが、フッ化水素の蒸気に曝露されたときに、
前記一部と異なる領域の第1層のエッチング速度が、前記一部の第1層のエッチング速度よりも800倍以上速い、
積層膜。
At least one second layer selected from the group of an amorphous carbon layer and a diamond-like carbon layer formed so as to cover a part of the first layer by a CVD method or a PVD method, and a second region different from the part. When one layer is exposed to hydrogen fluoride vapor,
The etching rate of the first layer in a region different from the part is 800 times or more faster than the etching rate of the part of the first layer;
Laminated film.
前記第2層の厚みが、50nm以上100nm以下である、
請求項1に記載の積層膜。
The thickness of the second layer is 50 nm or more and 100 nm or less,
The laminated film according to claim 1.
前記第1層の一部が、SOI基板における埋め込み酸化シリコン層である、
請求項1又は請求項2に記載の積層膜。
A part of the first layer is a buried silicon oxide layer in an SOI substrate;
The laminated film according to claim 1 or 2.
CVD法又はPVD法によって第1層の一部を覆うようにアモルファスカーボン層及びダイヤモンドライクカーボン層の群から選択される少なくとも1種の第2層を形成する有機物層形成工程と、
前記第2層と前記一部と異なる領域の第1層とをフッ化水素の蒸気に曝露する曝露工程と、を含み、
前記曝露工程において、前記一部と異なる領域の第1層のエッチング速度が、前記一部の第1層のエッチング速度よりも800倍以上速い、
積層膜の製造方法。
An organic layer forming step of forming at least one second layer selected from the group of an amorphous carbon layer and a diamond-like carbon layer so as to cover a part of the first layer by a CVD method or a PVD method;
Exposing the second layer and the first layer in a region different from the portion to a vapor of hydrogen fluoride,
In the exposing step, the etching rate of the first layer in a region different from the part is 800 times or more faster than the etching rate of the part of the first layer.
Manufacturing method of laminated film.
前記第2層の厚みが、50nm以上100nm以下である、
請求項4に記載の積層膜の製造方法。
The thickness of the second layer is 50 nm or more and 100 nm or less,
The manufacturing method of the laminated film of Claim 4 .
前記第1層が、SOI基板における埋め込み酸化シリコン層である、
請求項4又は請求項5に記載の積層膜の製造方法。
The first layer is a buried silicon oxide layer in an SOI substrate;
The manufacturing method of the laminated film of Claim 4 or Claim 5 .
前記第1層が形成された被処理体が載置されたステージに対して50W以上1000W以下の電力を印加することにより、前記第2層が形成される、
請求項4乃至請求項6のいずれか1項に記載の積層膜の製造方法。
The second layer is formed by applying electric power of 50 W or more and 1000 W or less to the stage on which the object to be processed on which the first layer is formed is placed.
The manufacturing method of the laminated film of any one of Claim 4 thru | or 6 .
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