JPH0452278A - 光反転ｃｖｄ方法 - Google Patents
光反転ｃｖｄ方法Info
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- JPH0452278A JPH0452278A JP16010790A JP16010790A JPH0452278A JP H0452278 A JPH0452278 A JP H0452278A JP 16010790 A JP16010790 A JP 16010790A JP 16010790 A JP16010790 A JP 16010790A JP H0452278 A JPH0452278 A JP H0452278A
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Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は、各種材料のＣＶＤにおいて、レジスト塗布、
露光、レジスト剥離などのプロセス無しで、光利用によ
って空間選択性良くパターニングできるＣＶＤ方法に関
するものである。
露光、レジスト剥離などのプロセス無しで、光利用によ
って空間選択性良くパターニングできるＣＶＤ方法に関
するものである。
（従来の技術）
熱ＣＶＤ中に光を照射し、光照射部でのＣＶＤ膜成長を
抑制することによって直接ＣＶＤ膜のパターニングを行
う光反転ＣＶＤ方法は、光照射部に膜を成長させる通常
の光ＣＶＤ方法に比べて気相分解による降り積もりの影
響を除去できるため、パターン転写の分解能を向上させ
ることができる。この方法の従来例として、産出の発明
による特開昭６２−１１６７８６号公報（特願昭６０−
２５４５８２号）「表面選択処理方法」や、杉田らの発
表による第３６回応用物理学関係連合講演会（１９８９
年春季）第２分冊５９２頁講演番号２ｐ−Ｌ−５ｒシン
クロトロン放射光を用いたポジ型パターン転写ＣＶＤＪ
例がある。これらの方法を要約してまとめると、基板・
吸着子間結合の振動エネルギーに共鳴する赤外光照射に
よる吸着子の脱離、または、真空紫外光照射による基板
・吸着子間結合切断による吸着子の脱離を利用するもの
である。
抑制することによって直接ＣＶＤ膜のパターニングを行
う光反転ＣＶＤ方法は、光照射部に膜を成長させる通常
の光ＣＶＤ方法に比べて気相分解による降り積もりの影
響を除去できるため、パターン転写の分解能を向上させ
ることができる。この方法の従来例として、産出の発明
による特開昭６２−１１６７８６号公報（特願昭６０−
２５４５８２号）「表面選択処理方法」や、杉田らの発
表による第３６回応用物理学関係連合講演会（１９８９
年春季）第２分冊５９２頁講演番号２ｐ−Ｌ−５ｒシン
クロトロン放射光を用いたポジ型パターン転写ＣＶＤＪ
例がある。これらの方法を要約してまとめると、基板・
吸着子間結合の振動エネルギーに共鳴する赤外光照射に
よる吸着子の脱離、または、真空紫外光照射による基板
・吸着子間結合切断による吸着子の脱離を利用するもの
である。
（発明が解決しようとする課題）
上述の従来法によるＣＶＤ膜のパターニング方法は、基
板上の所望の部分にのみ光を照射し、この光照射部での
ＣＶＤを抑制することによってパターニングを行ってい
る。ＣＶＤの抑制を、基板・吸着子間結合の振動エネル
ギーに共鳴する赤外光照射による吸着子の脱離で行う場
合、赤外光によって基板が加熱されるので、吸着子の脱
離だけでなく熱分解による堆積が生じ、ＣＶＤの抑制は
不十分になる。また、真空紫外光照射による基板・吸着
子間結合切断による吸着子の脱離によってＣＶＤの抑制
を行う場合、基板、吸着子間の結合切断だけでなく吸着
子内の結合切断による光化学的ＣＶＤが生じ、ＣＶＤの
抑制は不十分になる。
板上の所望の部分にのみ光を照射し、この光照射部での
ＣＶＤを抑制することによってパターニングを行ってい
る。ＣＶＤの抑制を、基板・吸着子間結合の振動エネル
ギーに共鳴する赤外光照射による吸着子の脱離で行う場
合、赤外光によって基板が加熱されるので、吸着子の脱
離だけでなく熱分解による堆積が生じ、ＣＶＤの抑制は
不十分になる。また、真空紫外光照射による基板・吸着
子間結合切断による吸着子の脱離によってＣＶＤの抑制
を行う場合、基板、吸着子間の結合切断だけでなく吸着
子内の結合切断による光化学的ＣＶＤが生じ、ＣＶＤの
抑制は不十分になる。
また、このようなＣＶＤ抑制のメカニズムからくる不十
分さ以外に、光源の種類の制約がある。結合の振動エネ
ルギーに共鳴する赤外光照射によって吸着子を脱離させ
る方法では、照射光のエネルギーを振動エネルギーに共
鳴させる必要がある。
分さ以外に、光源の種類の制約がある。結合の振動エネ
ルギーに共鳴する赤外光照射によって吸着子を脱離させ
る方法では、照射光のエネルギーを振動エネルギーに共
鳴させる必要がある。
また、吸着子の種類は通常一種類ではないので、全ての
吸着子を脱離させるには、それぞれに共鳴した光を使用
しなければならないので、用意すべき光源の数が多くな
り、装置構成上の障害になる。一方、紫外光照射によっ
て基板、吸着子間結合を切断して吸着子を脱離させる方
法では、吸着子の価電子励起によって、結合性軌道にあ
る電子を反結合性軌道へ移動させることによって行う。
吸着子を脱離させるには、それぞれに共鳴した光を使用
しなければならないので、用意すべき光源の数が多くな
り、装置構成上の障害になる。一方、紫外光照射によっ
て基板、吸着子間結合を切断して吸着子を脱離させる方
法では、吸着子の価電子励起によって、結合性軌道にあ
る電子を反結合性軌道へ移動させることによって行う。
このことは、光励起の始状態と、終状態が決まっている
ことを意味するので、このエネルギーに相当する波長の
光の使用に限定される。また、更に波長が短い真空紫外
光を用いた場合、吸着子のイオン化が起こり、これによ
って吸着子・基板間の結合が切れて吸着子の脱離が起き
、真空紫外光照射領域でのＣＶＤを抑制できる。この場
合、用いる光のエネルギーは、イオン化の閾値エネルギ
ーより大きければ良いので、上記２つの方法に比べて波
長の制約が緩くなる。しかし、価電子励起によるイオン
化では、吸着子脱離によるＣＶＤの抑制はまだ不十分で
あるという問題がある。
ことを意味するので、このエネルギーに相当する波長の
光の使用に限定される。また、更に波長が短い真空紫外
光を用いた場合、吸着子のイオン化が起こり、これによ
って吸着子・基板間の結合が切れて吸着子の脱離が起き
、真空紫外光照射領域でのＣＶＤを抑制できる。この場
合、用いる光のエネルギーは、イオン化の閾値エネルギ
ーより大きければ良いので、上記２つの方法に比べて波
長の制約が緩くなる。しかし、価電子励起によるイオン
化では、吸着子脱離によるＣＶＤの抑制はまだ不十分で
あるという問題がある。
また、光の回折効果によるＣＶＤ膜のパターニング上の
問題がある。光照射領域はマスクの開口部の形状で決ま
り、パターニング後のＣＶＤ膜のエツジ形状の切れの良
さは、マスクの開口部での光の回折による非照射部への
光の回り込みを、如何に抑えるかによって決まる。この
回り込みの大きさは、光の波長に比例するので、赤外光
を使用するよりも、もっと波長の短い真空紫外光を使う
方が回折による光の回り込みを抑えることが出来る。
問題がある。光照射領域はマスクの開口部の形状で決ま
り、パターニング後のＣＶＤ膜のエツジ形状の切れの良
さは、マスクの開口部での光の回折による非照射部への
光の回り込みを、如何に抑えるかによって決まる。この
回り込みの大きさは、光の波長に比例するので、赤外光
を使用するよりも、もっと波長の短い真空紫外光を使う
方が回折による光の回り込みを抑えることが出来る。
しかし、これまでに使用されている波長では、まだ回折
効果の抑制は不十分である。
効果の抑制は不十分である。
本発明の目的は、光照射部での吸着子の脱離促進による
効果的なＣＶＤ抑制を行い、しかも、所望の波長を発す
る光源の選択幅を大きく採れ、また、同時に、光の回折
効果を抑え、光照射部と非照射部の境界のエツジの切れ
が良（て空間選択性がよい光反転ＣＶＤ方法を提供する
ことにある。
効果的なＣＶＤ抑制を行い、しかも、所望の波長を発す
る光源の選択幅を大きく採れ、また、同時に、光の回折
効果を抑え、光照射部と非照射部の境界のエツジの切れ
が良（て空間選択性がよい光反転ＣＶＤ方法を提供する
ことにある。
（課題を解決するための手段）
本発明の光反転ＣＶＤ方法は、熱ＣＶＤ中に光を照射す
るＣＶＤ方法において、基板、または、原料ガスを構成
する原子の内、少なくとも一種類の原子の内殼をイオン
化できるエネルギの光を照射し、光照射部でのＣＶＤを
抑制することによって直接ＣＶＤ膜のパターニングを行
うことを特徴とする。
るＣＶＤ方法において、基板、または、原料ガスを構成
する原子の内、少なくとも一種類の原子の内殼をイオン
化できるエネルギの光を照射し、光照射部でのＣＶＤを
抑制することによって直接ＣＶＤ膜のパターニングを行
うことを特徴とする。
（作用）
本発明の作用上の特徴は、基板、または、吸着子を構成
する原子の内、少なくとも１つの原子の内殼励起による
吸着子の分解・脱離の促進と、内殼励起可能な光の波長
が従来使用されていた光に比べて短波長であることによ
る回折効果の抑制との２つの要因に帰着する。
する原子の内、少なくとも１つの原子の内殼励起による
吸着子の分解・脱離の促進と、内殼励起可能な光の波長
が従来使用されていた光に比べて短波長であることによ
る回折効果の抑制との２つの要因に帰着する。
本発明の方法によるＣＶＤの抑制は、内殼励起で形成さ
れた内殼ホールのカスケード的なオージェ遷移によって
形成された、吸着子の不安定な多価イオンの分解・脱離
によって行われる。これまで、気相中での有機金属化合
物やＳｉＨ４などの分解反応では、これを構成する原子
の内殼を励起する方が、価電子を励起するよりも、解離
度の高い分解生成物ができることが知られている。これ
らのことは、例えば、ナガオカ（Ｎａｇａｏｋａ）らに
よってケミカルフィジックスレターズ誌（Ｃｈｅｍ、
Ｐｈｙ、 Ｌｅｔｔ、）第１５４巻（１９８８）の３６
３ページから３６８ページに発表された論文や、ヤギシ
タ（Ｙａｇｉｓｉｔａ）らによってケミカルフィジック
スレターズ誌（Ｃｈｅｍ、 Ｐｈｙ、 Ｌｅｔｔ、）第
１３２巻（１９８６）の４３７ページから４４０ページ
に発表された論文に見られる。このような、これまでに
報告されている気相反応だけではなく、基板上の吸着分
子についても内殼を励起する方が解離度が上がるだけで
なく、解離生成物の脱離が促進されることが、本発明者
の実験結果から分かった。従って、従来の赤外光や、真
空紫外光を用いてＣＶＤを抑制するよりも、内殼を励起
できる程の短波長の光を用いた方が、ＣＶＤの抑制効果
がある。そのため、光照射部にＣＶＤを行う場合に問題
となる、光照射領域以外への気相生成活性層の拡散によ
る空間選択性の低下を、光照射部での拡散してくる活性
種の脱離、吸着分子の脱離によるＣＶＤ抑制でパターニ
ングを行うことによって、従来技術に比べて更に空間選
択性を向上させることができる。
れた内殼ホールのカスケード的なオージェ遷移によって
形成された、吸着子の不安定な多価イオンの分解・脱離
によって行われる。これまで、気相中での有機金属化合
物やＳｉＨ４などの分解反応では、これを構成する原子
の内殼を励起する方が、価電子を励起するよりも、解離
度の高い分解生成物ができることが知られている。これ
らのことは、例えば、ナガオカ（Ｎａｇａｏｋａ）らに
よってケミカルフィジックスレターズ誌（Ｃｈｅｍ、
Ｐｈｙ、 Ｌｅｔｔ、）第１５４巻（１９８８）の３６
３ページから３６８ページに発表された論文や、ヤギシ
タ（Ｙａｇｉｓｉｔａ）らによってケミカルフィジック
スレターズ誌（Ｃｈｅｍ、 Ｐｈｙ、 Ｌｅｔｔ、）第
１３２巻（１９８６）の４３７ページから４４０ページ
に発表された論文に見られる。このような、これまでに
報告されている気相反応だけではなく、基板上の吸着分
子についても内殼を励起する方が解離度が上がるだけで
なく、解離生成物の脱離が促進されることが、本発明者
の実験結果から分かった。従って、従来の赤外光や、真
空紫外光を用いてＣＶＤを抑制するよりも、内殼を励起
できる程の短波長の光を用いた方が、ＣＶＤの抑制効果
がある。そのため、光照射部にＣＶＤを行う場合に問題
となる、光照射領域以外への気相生成活性層の拡散によ
る空間選択性の低下を、光照射部での拡散してくる活性
種の脱離、吸着分子の脱離によるＣＶＤ抑制でパターニ
ングを行うことによって、従来技術に比べて更に空間選
択性を向上させることができる。
また、光照射部でのＣＶＤ抑制によって膜をパターニン
グする場合、基板上への光照射領域を決めるマクスの開
口部の端で回折された回折光が、非照射部にも照射され
る。その結果、回折されずに直進する光による照射部だ
けでなく、非照射部でも回折光によってＣＶＤが部分的
に抑制されてしまい、所望の形状にＣＶＤ膜をパターニ
ングできない。しかし、用いる光の波長が内殼励起可能
なほど短波長になると、これまで使用されている赤外光
や価電子励起可能な真空紫外光に比べて、回折光の強度
、及び、回り込みが２〜３桁小さくなるので、直進する
光による照射部だけでＣＶＤを抑制でき、所望の形状に
ＣＶＤ膜をパターニングできる。
グする場合、基板上への光照射領域を決めるマクスの開
口部の端で回折された回折光が、非照射部にも照射され
る。その結果、回折されずに直進する光による照射部だ
けでなく、非照射部でも回折光によってＣＶＤが部分的
に抑制されてしまい、所望の形状にＣＶＤ膜をパターニ
ングできない。しかし、用いる光の波長が内殼励起可能
なほど短波長になると、これまで使用されている赤外光
や価電子励起可能な真空紫外光に比べて、回折光の強度
、及び、回り込みが２〜３桁小さくなるので、直進する
光による照射部だけでＣＶＤを抑制でき、所望の形状に
ＣＶＤ膜をパターニングできる。
以上のように、内殼励起によって吸着子の分解・脱離を
効果的に行わせることができ、同時に、回折効果を抑え
ることができ、所望の形状に空間選択性良＜ＣＶＤ膜を
パターニングできる。
効果的に行わせることができ、同時に、回折効果を抑え
ることができ、所望の形状に空間選択性良＜ＣＶＤ膜を
パターニングできる。
（実施例）
以下、本発明について第１図を参照しながら説明する。
本実施例では、Ｓｉデバイスの形成において、Ａ１配線
を形成する場合について述べる。
を形成する場合について述べる。
第１図（ａ）は、Ｓｉ基板１１上に熱酸化膜１２がパタ
ーニングされており、この上の全面にポリシリコンｐｏ
ｌｙ−８ｉ膜１３が成膜されている。
ーニングされており、この上の全面にポリシリコンｐｏ
ｌｙ−８ｉ膜１３が成膜されている。
第１図（ｂ）には、第１図（ａ）の基板上に、ＡＩ配線
１４を光１５を用いて直接パターニングしながら堆積さ
せ、ＡＩ配線１４をｐｏｌｙ−８ｉ膜１３を介してＳｉ
基板１１に対して電気的コンタクトを形成する方法を示
しである。具体的成膜方法を以下に示す。第１図（ａ）
の構造を持つ基板を、ＣＶＤチャンバに装着し、ＡＩ原
料としてのジメチルアルミニウムハイドライドＡｌ（Ｃ
Ｈ３）２Ｈをチャンバ内に導入し基板温度を２００’Ｃ
にして熱ＣＶＤを行う。光１５としてＡＩ原子、Ｃ原子
、Ｓｉ原子の内殼を励起できる１００ｅＶよりも高エネ
ルギーの放射光を用い、マスク１６で配線形成領域に光
１５を当てないようにして、この光の当たらない部分に
のみＡＩのＣＶＤを行いＡＩ配線１４を形成する。
１４を光１５を用いて直接パターニングしながら堆積さ
せ、ＡＩ配線１４をｐｏｌｙ−８ｉ膜１３を介してＳｉ
基板１１に対して電気的コンタクトを形成する方法を示
しである。具体的成膜方法を以下に示す。第１図（ａ）
の構造を持つ基板を、ＣＶＤチャンバに装着し、ＡＩ原
料としてのジメチルアルミニウムハイドライドＡｌ（Ｃ
Ｈ３）２Ｈをチャンバ内に導入し基板温度を２００’Ｃ
にして熱ＣＶＤを行う。光１５としてＡＩ原子、Ｃ原子
、Ｓｉ原子の内殼を励起できる１００ｅＶよりも高エネ
ルギーの放射光を用い、マスク１６で配線形成領域に光
１５を当てないようにして、この光の当たらない部分に
のみＡＩのＣＶＤを行いＡＩ配線１４を形成する。
このようにして、ＡＩ配線１４を光１５を用いて直接パ
ターニングしながら堆積させ、電気的コンタクトを形成
することができる。
ターニングしながら堆積させ、電気的コンタクトを形成
することができる。
この後、堆積させたＡＩをマスクにして、ｐｏｌｙ−８
ｉをプラズマエツチングで取り除いてＡＩ配線形成プロ
セスが終了する。この方法でＡＩ配線を形成した後、こ
の配線とコンタクトを形成していない配線との間の抵抗
を測定したところ電気的リークはなく、絶縁は良好であ
った。
ｉをプラズマエツチングで取り除いてＡＩ配線形成プロ
セスが終了する。この方法でＡＩ配線を形成した後、こ
の配線とコンタクトを形成していない配線との間の抵抗
を測定したところ電気的リークはなく、絶縁は良好であ
った。
本実施例では、Ａｌ（ＣＨ３）２Ｈを原料としたＡＩの
光反転ＣＶＤについて述べたが、原料はこれに限られる
ことはなく、トリメチルアルミニウムＡｌ（ＣＨ３）３
やトリイソブチルアルミニウムＡＩ−Ａｌ−１ｓｏ（Ｃ
４Ｈ等の他の有機金属でも良いし、塩素原子を含んでい
ても良い。また基板も実施例に限らず他の半導体基板で
も有効である。また、反転ＣＶＤさせるものも、ＡＩに
限らず、ＳｉやＧａＡｓ等の半導体やこれらの混晶であ
ってもよいし、５ｉ０２等の絶縁膜であっても良い。成
層するものに応じて、基板や原料ガスや、光のエネルギ
ー、基板温度等の成長条件を作用の項で述べた原理に合
うよう変えればよい。
光反転ＣＶＤについて述べたが、原料はこれに限られる
ことはなく、トリメチルアルミニウムＡｌ（ＣＨ３）３
やトリイソブチルアルミニウムＡＩ−Ａｌ−１ｓｏ（Ｃ
４Ｈ等の他の有機金属でも良いし、塩素原子を含んでい
ても良い。また基板も実施例に限らず他の半導体基板で
も有効である。また、反転ＣＶＤさせるものも、ＡＩに
限らず、ＳｉやＧａＡｓ等の半導体やこれらの混晶であ
ってもよいし、５ｉ０２等の絶縁膜であっても良い。成
層するものに応じて、基板や原料ガスや、光のエネルギ
ー、基板温度等の成長条件を作用の項で述べた原理に合
うよう変えればよい。
（発明の効果）
本発明によれば、各種材料のＣＶＤにおいて、レジスト
塗布、露光、レジスト剥離などのプロセス無しで、高エ
ネルギーの光利用によって所望の微細パターン形状にお
いても空間選択性良くパターニングできるＣＶＤ方法を
得ることができる。
塗布、露光、レジスト剥離などのプロセス無しで、高エ
ネルギーの光利用によって所望の微細パターン形状にお
いても空間選択性良くパターニングできるＣＶＤ方法を
得ることができる。
第１図（ａ）、（ｂ）は、本発明の方法による配線形成
方法を示す概念図である。 １１・・・Ｓｉ基板、 １２・・・熱酸化膜、 １３−ｐｏｌｙ−８ｉ膜、 １４・・・ＡＩ配線、 １５・・・光、 １６・・・マスク
方法を示す概念図である。 １１・・・Ｓｉ基板、 １２・・・熱酸化膜、 １３−ｐｏｌｙ−８ｉ膜、 １４・・・ＡＩ配線、 １５・・・光、 １６・・・マスク
Claims (1)
- 熱ＣＶＤ中に光を照射するＣＶＤ方法において、基板
、または、原料ガスを構成する原子の内、少なくとも一
種類の原子の内殼をイオン化できるエネルギーの光を照
射し、光照射部でのＣＶＤを抑制することによってＣＶ
Ｄ膜のパターニングを行うことを特徴とする光反転ＣＶ
Ｄ方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16010790A JP2890693B2 (ja) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | 光反転ｃｖｄ方法 |
| US07/717,603 US5393577A (en) | 1990-06-19 | 1991-06-19 | Method for forming a patterned layer by selective chemical vapor deposition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP16010790A JP2890693B2 (ja) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | 光反転ｃｖｄ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0452278A true JPH0452278A (ja) | 1992-02-20 |
| JP2890693B2 JP2890693B2 (ja) | 1999-05-17 |
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ID=15708006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04273434A (ja) * | 1991-02-28 | 1992-09-29 | Nec Corp | 光ｃｖｄ方法 |
| JPH0613333A (ja) * | 1992-02-18 | 1994-01-21 | Nec Corp | 熱ｃｖｄ方法 |
-
1990
- 1990-06-19 JP JP16010790A patent/JP2890693B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04273434A (ja) * | 1991-02-28 | 1992-09-29 | Nec Corp | 光ｃｖｄ方法 |
| JPH0613333A (ja) * | 1992-02-18 | 1994-01-21 | Nec Corp | 熱ｃｖｄ方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2890693B2 (ja) | 1999-05-17 |
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