JPH0449623A

JPH0449623A - 光処理装置

Info

Publication number: JPH0449623A
Application number: JP15868790A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Kawate; 信一河手; Yasue Sato; 安栄佐藤; Toshiyuki Komatsu; 利行小松
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-06-19
Filing date: 1990-06-19
Publication date: 1992-02-19

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は選択照射光を用いて光エッチング、表面改質処
理または膜形成等の光表面処理を行う光処理装置に関す
る。

［従来の技術］半導体装置の製造工程における重要な技術の一つに、所
望のパターンに従って試料基板上に微細加工を施し素子
構造を形成するフォトリソグラフィープロセスがある。

従来、これを実施する技術として、レジスト塗布、パタ
ーン露光、現像、エツチング、レジスト剥離等の複雑で
煩雑なプロセスが広く用いられてきた。

近年、半導体記憶素子に代表される様に、素子の大容量
化、機能の高性能化が急速に進んでおり、それに伴って
回路パターンがより微細化し、また回路構造も更に複雑
化してきている。一方、液晶デイスプレィ、プラズマデ
イスプレィ等の表示装置は、ますます大型化し、素子機
能も複雑化しつつある。従ってこれらのデバイスを上述
のプロセスで製造する場合、プロセス自体の複雑化によ
って、コストが上昇し、さらにごみの発生の増加等によ
って歩留まりが低下する結果全体のコストも上昇してし
まう。

これに対して、上述のレジストを用いたフォトリソグラ
フィープロセスに代わって、煩雑なプロセスを大幅に短
縮してパターンの形成を行う光エツチング技術が公知化
された。詳細は間板、岡野、堀池：第５回ドライプロセ
スシンポジウム講演予稿集９７ページ（１９８３）に記
載されている。

この論文では、塩素ガスを導入した反応室内にポリシリ
コン（ｐ−Ｓｉ）膜を堆積した基板を設置し、遮光パタ
ーンを有するフォトマスクを基板表面と平行に設置して
紫外光をフォトマスクを通してＳｔ基板上に選択的に照
射し、紫外線が照射された領域だけエツチングが進行し
、ｐ−３ｔ膜にパターンが形成されるプロセスが報告さ
れている。このプロセスが用いられた光処理装置を使用
することによって、レジスト塗布、現像、レジスト剥離
等の工程が無くなり、工程が簡略化され、歩留まりを向
上させ大幅にコストを軽減できる。さらに従来の反応性
イオンエツチングで問題となる、イオン照射による損傷
が発生しないエツチングが可能となる。

上記のような光処理装置において、光強度が選択的に異
なる光エッチングを行なう場合には、使用するフォトマ
スクを交換して複数回の光エッチングを行なう必要があ
る。−例として、積層膜にて構成されるＳｉイメージセ
ンサを作成するときの工程について説明する。

第６図に示すようなガラス基板６１上にＣ「電極６２、
ＳｉＮ膜６３、Ｓｉ膜６４、ｎ”ｓｉ膜６５およびＡβ
電極６６が積層されたものに対しては、チャネル形成時
のオーミック層（ｎ”Ｓｉ膜６５）の不要部を除去して
第７図に示すような状態とする第１の工程と、−第７図
示のものを、さらに素子分離時の半導体層（ＳｉＮ膜６
３、Ｓｉ膜６４およびｎ”ｓｉ膜６５）不要部を除去し
て第８図に示すような状態とする第２の工程とが必要と
なる。これらの各工程においては、それぞれ異なるパタ
ーンを有するフォトマスクを用いて光エッチングを行な
う必要がある。

［発明が解決しようとする課題］上述のような従来の光処理装置においては、光強度の異
なる光エッチングを選択的に行う場合には、そのつとフ
ォトマスクを交換して、光処理エツチングを行う必要が
あり、製造工程が複雑になるという欠点があった。

本発明は光強度の異なる光エッチングを選択的に行なう
ことを、フォトマスクを交換することなく行なうことが
でき、素子の製造工程を簡略化することのできる光処理
装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明の光処理装置は、光源と、窓を有する処理容器と、処理容器内に平行に設置されるフォトマスクおよび被処
理試料とを具備し、光源の出射光が窓およびフォトマスクを介して被処理試
料に照射されることにより、該被処理試料に対する光エ
ッチングが行なわれる光処理装置において、フォトマスクには遮光部、光透過部および光半透過部に
より形成された所定のマスクパターンが設けられている
。

この場合、被処理試料に対しては光エッチングの代りに
表面改質または膜形成が行なわれてもよい。

［作用］フォトマスクに設けられるマスクパターンが、遮光部、
光透過部および光半透過部により形成されているため、
これらの各部を通る光の強度はそれぞれ異なったものと
なる。これにより、被処理試料に、はそれぞれ異なる強
度の光が選択的に照射されることとなり、光エッチング
や表面改質または膜形成される度合も選択的に異なるも
のとなり、従来、複数回の工程にてなされていた処理を
一回の工程で行なうことができる。

［実施例］次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の一実施例の構成を示す概略断面図であ
る。

本実施例は第１図に示すように、光源１１と、窓１２、
ガス導入管１３および排気装置１６が設けられた処理容
器１７と、該処理容器１７内に平行にかつ近接して設置
されるフォトマスク１４と被処理試料１５により構成さ
れている。

処理容器１３の室内は、ガス導入管１３より所定のガス
が導入され、排気装置１６により圧力が所定の値に保た
れている。光源８より出射される光は、窓１２を透過し
、フォトマスク１４を選択的に透過して被処理試料１５
を選択的に照射する。この被処理試料１５の選択的に光
が照射された領域が光エッチングされて被処理試料１５
の表面に所定のパターンが形成される。

第２図および第３図はそれぞれＳｉイメージセンサを作
製する際のフォトマスク１４および被処理試料１５の具
体的な構成を示す断面図である。

フォトマスク１４は、第２図に示すようにガラス基板２
１上に遮光膜２２および光半透過膜２３が部分的に設け
られ、これらが設けられない部分が光透過部２４とされ
たものである。遮光膜２２および光半透過膜２３は被処
理試料１５のエツチングパターンに応じて設けられてい
る。

被処理試料１５は、第３図に示すようにガラス基板３１
上に厚さ１０００人のＣｒ電極３２を複数箇所に設け、
その上に厚さ３０００人のＳｉＮ膜３３、厚さ６０００
人のＳｔ膜３４、厚さ１５００人のｎ”ｓｉ膜３５を順
に積層させ、各Ｃｒ電極３２に対応する上部に複数のＡ
β電極３６を設けたものである。これらの各電極部は、
第３図に示すように、左から順にマトリクス配線部３７
、センサ部３８、コンデンサ部３９、ＴＰＴＰ４Ｏ１０
れる。

次に、本実施例における光エツチング動作について説明
する。

排気装置１６を介して処理容器１７内を排気した後、ガ
ス導入管１３よりＣβ２ガスを導入した。続いて、光源
１１であるＸｅＣβレーザーをフォトマスク１４を介し
て被処理試料１５上に照射する光エッチングを約２０分
間行った。この結果、光透過部２４に該当する部分は光
半透過膜２３に該当する部分よりも多く光エッチングさ
れ、遮光膜２２に該当する部分は光エッチングされない
ため、第４図に示すようにマトリクス配線部３７、セン
サ部３８、コンデンサ部３９、ＴＦＴ部４０がそれぞれ
電気的に絶縁された素子を作製することができた。

このように、従来の光処理装置においては２度の光エッ
チングにより作製されていた素子を、本実施例のものに
おいては上述したフォトマスク１４を用いて選択的に強
度の異なる光を被処理試料１５に照射することにより、
−度の工程にて作製することができた。

次に、本発明の第２の実施例について説明する。

本実施例は、フォトマスク５２として第５図に示すもの
を用いて光ＣＶＤ法による膜形成を行なうものである。

この他の装置構成は第１の実施例と同様であるため、説
明は省略する。

Ｓｉイメージセンサを作製するための被処理試料１５　
トシテハ、５ｉＮｌｉｊｉ３３上ニ形成されルＳｉ膜３
４（第３図参照）の厚みなセンサ部３９上においては１
００００人、ＴＦＴ部４部上０上ては３０００人、これ
らの他の部分においては６０００人とすることが望まし
い、上記のようなＳｉ膜３４を得るために、本実施例に
おいてはフォトマスク５２として第５図に示すものを用
い、被処理試料１５として、ＳｉＮ膜３３までが形成さ
れている第３図示のものを用いた。

第５図に示すフォトマスク５２は、ガラス基板５１上の
ＴＦＴ部４０に対応する部分に光半透過膜５５を設け、
センサ部３８に対応する部分は何も設けない光透過部５
４とし、その他の部分には光半透過膜５６を設けたもの
である０本実施例においては光源１１としてＡｒＦレー
ザが用いられるが、各光半透過膜５５．５６をそれぞれ
通る該レーザ光の強度は、光透過部５４を通ったものの
３０％および６０％にそれぞれ減衰される。光ＣＶＤは
、排気装置１６により処理容器１７内を排気した後にガ
ス導入管１３よりＳｉＨ４ガスを所定量流入させ、光源
１１の出射光をフォトマスク５２を介して被処理試料１
５に照射することにより行なわれるが、フォトマスク５
２が上述のように構成されているため、被処理試料１５
のＳｉＮ膜３３には、光透過部５４に対応する部分（セ
ンサ部３９）、光半透過膜５６に対応する部分、光半透
過膜５５に対応する部分（ＴＰＴＰ４Ｏ１０順に強度の
大きな光が照射され、該ＳｉＮ膜３膜上３上各部の膜厚
が所望のものとされたＳｉ膜３４が堆積する。

上記のような各部において膜厚が異なる膜を形成させる
ことは、従来はそれぞれ異なるフォトマスクを用いた複
数回（本実施例のものを形成させる場合には３回）の光
ＣＶＤを行なう必要があったが、本実施例においては上
述したフォトマスク１４を用いて選択的に強度の異なる
光を照射したので、−度の工程にて作製することができ
た。

なお、以上述べた各実施例のうち、第１の実施例におい
ては光エッチングを、また、第２の実施例においては膜
形成をそれぞれ光表面処理として行なうものについて説
明したが、光表面処理としては、これらの他に光照射に
より表面に異なる物質を形成させる表面改質処理もあり
、本発明の構成を用いて表面改質処理を行なっても当然
よい。

［発明の効果］本発明は以上説明したように構成されているので、以下
に記載するような効果を奏する。

請求項１に記載のものにおいては、フォトマスクに設け
られるマスクパターンを遮光部、光透過部および光半透
過膜により形成することにより、光強度の異なる光エッ
チング、表面改質または膜形成を選択的に行なうことが
可能となるため、素子の製造工程を削減することができ
、簡略化することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の構成を示す概略断面図
、第２図および第３図はそれぞれ第１図中のフォトマス
ク１４および被処理試料１５の断面図、第４図は第１図
中の被処理試料１５が光エッチングされた状態を示す断
面図、第５図は本発明の第２の実施例にて使用されるフ
ォトマスク５２の構成を示す断面図、第６図乃至第８図
はそれぞれ従来例による光処理工程を段階的に示す図で
ある。１１・・・光源、　　　　１２・・・窓、１３・・・ガ
ス導入管、１４．５２・・・フォトマスク、１５・・・被処理試料、　　１６・・・排気装置、１７
・・・処理容器、２１．３１．５１・・・ガラス基板、２２・・・遮光膜、２３．５５．５６・・・光半透過膜、２４．５４・・・光透過部、３２−Ｃｒ電極、　　　　３３−・・ＳｉＮ膜、３４・
・・Ｓｉ膜、　　　　　３５　＝−ｎ”ｓｉ膜、３６・
・・Ａβ電極、３７・・・マトリクス配線部、３８・・・センサ部、　　３９・・・コンデンサ部、４
０・・・ＴＦＴ部。特許出願人　　キャノン株式会社

Claims

【特許請求の範囲】１、光源と、窓を有する処理容器と、前記処理容器内に平行に設置されるフォトマスクおよび
被処理試料とを具備し、前記光源の出射光が前記窓およびフォトマスクを介して
前記被処理試料に照射されることにより、該被処理試料
に対する光処理が行なわれる光処理装置において、前記フォトマスクには遮光部、光透過部および光半透過
部により形成された所定のマスクパターンが設けられて
いることを特徴とする光処理装置。