JPH0854738A - 微細パターン形成方法 - Google Patents
微細パターン形成方法Info
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- JPH0854738A JPH0854738A JP18953894A JP18953894A JPH0854738A JP H0854738 A JPH0854738 A JP H0854738A JP 18953894 A JP18953894 A JP 18953894A JP 18953894 A JP18953894 A JP 18953894A JP H0854738 A JPH0854738 A JP H0854738A
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- mask
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＬＳＩ製造工程において、マスクパターンを
等倍または縮小転写し、そのパターン上に無機レジスト
を選択成長させて直接パターニングを行う。 【構成】 マスク１２のパターンを凸面鏡２１と凹面鏡
２２でＳｉの基板１１上に縮小転写する。マスク１２を
透過する光１３は、無機レジストとして用いるＡｌの原
料ガスのＡｌ（ＣＨ3 ）2 Ｈの内殻電子を励起でき、Ａ
ｌＣ膜１５を基板１１上に形成できる。したがって、Ａ
ｌＣ膜１５は、マスク１２のパターンを縮小転写して得
られるパターン上に形成される。その後、基板温度を上
げるとＡｌの熱ＣＶＤが生じ、ＡｌＣ膜１５のない部分
だけに成長する。こうして、無機レジストのＡｌ膜が、
マスク１２のパターンを縮小転写したパターン上に成長
する。次に、このＡｌ膜をマスクにして基板をエッチン
グすることによって、基板にマスクパターンを縮小転写
できる。
等倍または縮小転写し、そのパターン上に無機レジスト
を選択成長させて直接パターニングを行う。 【構成】 マスク１２のパターンを凸面鏡２１と凹面鏡
２２でＳｉの基板１１上に縮小転写する。マスク１２を
透過する光１３は、無機レジストとして用いるＡｌの原
料ガスのＡｌ（ＣＨ3 ）2 Ｈの内殻電子を励起でき、Ａ
ｌＣ膜１５を基板１１上に形成できる。したがって、Ａ
ｌＣ膜１５は、マスク１２のパターンを縮小転写して得
られるパターン上に形成される。その後、基板温度を上
げるとＡｌの熱ＣＶＤが生じ、ＡｌＣ膜１５のない部分
だけに成長する。こうして、無機レジストのＡｌ膜が、
マスク１２のパターンを縮小転写したパターン上に成長
する。次に、このＡｌ膜をマスクにして基板をエッチン
グすることによって、基板にマスクパターンを縮小転写
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】ＬＳＩ製造工程において、マスク
パターンを等倍、または、転写縮小し、そのパターン上
に無機レジストを選択成長させて直接パターニングを行
う。
パターンを等倍、または、転写縮小し、そのパターン上
に無機レジストを選択成長させて直接パターニングを行
う。
【０００２】
【従来の技術】従来の微細パターン形成方法は、一般に
は、以下のようなリソグラフィーによって行っている。
有機物質からなるレジストを基板表面に塗布し、露光・
現像によって有機レジストにマスクパターンを転写す
る。その後、エッチングによって基板にパターンを形成
し、最後に残存レジストを除去する。このようなリソグ
ラフィーの一般的な方法については、例えばジー（Ｓ．
Ｍ．Ｓｚｅ）によって書かれ、南日、川辺、長谷川によ
って翻訳された“半導体デバイス”（産業図書、１９８
７年）の４５１ページ〜４７３ページに記述されてい
る。
は、以下のようなリソグラフィーによって行っている。
有機物質からなるレジストを基板表面に塗布し、露光・
現像によって有機レジストにマスクパターンを転写す
る。その後、エッチングによって基板にパターンを形成
し、最後に残存レジストを除去する。このようなリソグ
ラフィーの一般的な方法については、例えばジー（Ｓ．
Ｍ．Ｓｚｅ）によって書かれ、南日、川辺、長谷川によ
って翻訳された“半導体デバイス”（産業図書、１９８
７年）の４５１ページ〜４７３ページに記述されてい
る。
【０００３】ＬＳＩの微細化が進むにつれて、光リソグ
ラフィー用の光源の波長は短波長化しつつあり、２５６
Ｍから１ＧレベルのＤＲＡＭではＸ線が用いられようと
している。Ｘ線リソグラフィーではマスク作製上の困難
を避けるため、また、フレネル回折できまる最小線幅の
限界を緩和するために軟Ｘ線領域での縮小転写Ｘ線リソ
グラフィーの研究が行われている。これらの研究例とし
てホーリリューク（Ａ．Ｍ．Ｈａｗｒｙｌｕｋ）らによ
ってジャーナル オブ バキューム サイエンス アン
ド テクノロジー誌（Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎ
ｏｌ．）第Ｂ６巻（１９８８年）２１６２ページ〜２１
６６ページに記載されている論文、および、木下らによ
ってジャーナル オブ バキューム サイエンス アン
ド テクノロジー誌（Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎ
ｏｌ．）第Ｂ７巻（１９８９年）１６４８ページ〜１６
５１ページに記載されている論文を挙げることができ
る。これらの論文では、４nm〜１３nmの軟Ｘ線を用いて
有機レジストの一種であるＰＭＭＡにマスクの縮小パタ
ーン転写を行い、０．２５μm 〜０．５μm のパターン
の形成ができることを報告している。
ラフィー用の光源の波長は短波長化しつつあり、２５６
Ｍから１ＧレベルのＤＲＡＭではＸ線が用いられようと
している。Ｘ線リソグラフィーではマスク作製上の困難
を避けるため、また、フレネル回折できまる最小線幅の
限界を緩和するために軟Ｘ線領域での縮小転写Ｘ線リソ
グラフィーの研究が行われている。これらの研究例とし
てホーリリューク（Ａ．Ｍ．Ｈａｗｒｙｌｕｋ）らによ
ってジャーナル オブ バキューム サイエンス アン
ド テクノロジー誌（Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎ
ｏｌ．）第Ｂ６巻（１９８８年）２１６２ページ〜２１
６６ページに記載されている論文、および、木下らによ
ってジャーナル オブ バキューム サイエンス アン
ド テクノロジー誌（Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎ
ｏｌ．）第Ｂ７巻（１９８９年）１６４８ページ〜１６
５１ページに記載されている論文を挙げることができ
る。これらの論文では、４nm〜１３nmの軟Ｘ線を用いて
有機レジストの一種であるＰＭＭＡにマスクの縮小パタ
ーン転写を行い、０．２５μm 〜０．５μm のパターン
の形成ができることを報告している。
【０００４】最近、このような有機レジストを用いたリ
ソグラフィーに対して、パターン分解能の一層の向上を
狙って、基板表面に金属パターンを形成してこれをレジ
ストとして用いる方法が提案されている。例えば、カル
バート（Ｊ．Ｍ．Ｃａｌｖｅｒｔ）らによってジャーナ
ル オブ バキューム サイエンス アンド テクノロ
ジー誌（Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．）第Ｂ
９巻（１９９１年）３４４７ページ〜３４５０ページに
記載されている論文がそのよい例である。この方法は以
下のような工程からなる。
ソグラフィーに対して、パターン分解能の一層の向上を
狙って、基板表面に金属パターンを形成してこれをレジ
ストとして用いる方法が提案されている。例えば、カル
バート（Ｊ．Ｍ．Ｃａｌｖｅｒｔ）らによってジャーナ
ル オブ バキューム サイエンス アンド テクノロ
ジー誌（Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．）第Ｂ
９巻（１９９１年）３４４７ページ〜３４５０ページに
記載されている論文がそのよい例である。この方法は以
下のような工程からなる。
【０００５】基板上に有機シリコン化合物の一種である
フェニールトリクロロシラン（ｐｈｅｎｙｌｔｒｉｃｈ
ｌｏｒｏｓｉｌｅｎｅ）の単層膜を塗布し、マスクを用
いてＫｒＦエキシマレーザまたはＡｒＦエキシマレーザ
を用いて露光する。その結果、照射部のＳｉ−Ｃ結合が
解離してＳｉ−ＯＨ結合が形成される親水性になると考
えられている。このようにして単層のリソグラフィーを
行い、親水性・疎水性の違いを利用してＰｄ／Ｓｎ触媒
を疎水性表面に形成させ、その後メッキによってＮｉな
どの金属パターンを形成させる。この金属パターンをマ
スクとしてプラズマエッチングを行い基板へパターン転
写を行う。
フェニールトリクロロシラン（ｐｈｅｎｙｌｔｒｉｃｈ
ｌｏｒｏｓｉｌｅｎｅ）の単層膜を塗布し、マスクを用
いてＫｒＦエキシマレーザまたはＡｒＦエキシマレーザ
を用いて露光する。その結果、照射部のＳｉ−Ｃ結合が
解離してＳｉ−ＯＨ結合が形成される親水性になると考
えられている。このようにして単層のリソグラフィーを
行い、親水性・疎水性の違いを利用してＰｄ／Ｓｎ触媒
を疎水性表面に形成させ、その後メッキによってＮｉな
どの金属パターンを形成させる。この金属パターンをマ
スクとしてプラズマエッチングを行い基板へパターン転
写を行う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】真空紫外線から軟Ｘ線
領域の光を用いて有機レジストを露光するリソグラフィ
ーでは、以下に述べるような問題がある。
領域の光を用いて有機レジストを露光するリソグラフィ
ーでは、以下に述べるような問題がある。
【０００７】現在使用されている有機レジストは、その
種類にかかわらず、炭素を主成分とするため、所望の厚
みのレジストを深さ方向に対して均一に露光できる波長
領域は、大まかには、１nm以下か４．５nm〜６nmのＸ線
に限られる。一方、Ｘ線リソグラフィーではＸ線マスク
の作製上の困難を避けるために露光波長を長波長側にシ
フトさせる試みがある。また、縮小Ｘ線リソグラフィ−
では光学素子の反射率の問題から軟Ｘ線領域の光が用い
られようとしている。また、従来のｉ線やｇ線の光リソ
グラフィーで得られるパターンをもっと微細化するため
に真空紫外線領域の光を用いる研究も行われている。し
かしこれらの領域の光では有機レジストの表面だけで光
が吸収されてしまうために、所望の厚みのレジストを均
一に露光することが困難である。そこでこれを解決する
ために、感度の異なるレジストを複数用いる多層レジス
ト法が用いられている。ところが、この方法ではレジス
トごとに現像・エッチングの各工程が必要になるので工
程数が多くなる。
種類にかかわらず、炭素を主成分とするため、所望の厚
みのレジストを深さ方向に対して均一に露光できる波長
領域は、大まかには、１nm以下か４．５nm〜６nmのＸ線
に限られる。一方、Ｘ線リソグラフィーではＸ線マスク
の作製上の困難を避けるために露光波長を長波長側にシ
フトさせる試みがある。また、縮小Ｘ線リソグラフィ−
では光学素子の反射率の問題から軟Ｘ線領域の光が用い
られようとしている。また、従来のｉ線やｇ線の光リソ
グラフィーで得られるパターンをもっと微細化するため
に真空紫外線領域の光を用いる研究も行われている。し
かしこれらの領域の光では有機レジストの表面だけで光
が吸収されてしまうために、所望の厚みのレジストを均
一に露光することが困難である。そこでこれを解決する
ために、感度の異なるレジストを複数用いる多層レジス
ト法が用いられている。ところが、この方法ではレジス
トごとに現像・エッチングの各工程が必要になるので工
程数が多くなる。
【０００８】一方、無機レジストとして金属を用いる場
合、既存の方法では、基板表面の化学活性度を変えるた
めの有機レジストの露光・現像工程、これに触媒作用を
もたせる金属層の形成工程、さらにその後金属を成長さ
せるメッキ工程と極めて工程数が多い。
合、既存の方法では、基板表面の化学活性度を変えるた
めの有機レジストの露光・現像工程、これに触媒作用を
もたせる金属層の形成工程、さらにその後金属を成長さ
せるメッキ工程と極めて工程数が多い。
【０００９】このように、既存の方法では工程数が多
く、実際のプロセスに適用するのが困難になっている。
く、実際のプロセスに適用するのが困難になっている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、リソグ
ラフィー工程とエッチング工程を含む微細パターン形成
方法において、光照射を用いた空間選択気相成長法によ
って基板上の所望の領域だけに無機レジストを成長、ま
たは、それを抑制し、前記無機レジストを直接パターニ
ングするリソグラフィー工程を含むことを特徴とする微
細パターン形成方法を提供できる。
ラフィー工程とエッチング工程を含む微細パターン形成
方法において、光照射を用いた空間選択気相成長法によ
って基板上の所望の領域だけに無機レジストを成長、ま
たは、それを抑制し、前記無機レジストを直接パターニ
ングするリソグラフィー工程を含むことを特徴とする微
細パターン形成方法を提供できる。
【００１１】また、無機レジストの原料ガスとして、金
属元素と炭素を含む化合物を用い、光照射による空間選
択的気相成長法によって金属または金属炭化物を選択的
に形成し、これを無機レジストとして用いることを特徴
とする微細パターン形成方法を提供できる。
属元素と炭素を含む化合物を用い、光照射による空間選
択的気相成長法によって金属または金属炭化物を選択的
に形成し、これを無機レジストとして用いることを特徴
とする微細パターン形成方法を提供できる。
【００１２】また、光照射を用いた無機レジストの空間
選択気相成長法において、原料分子または基板の構成元
素の内殻電子を励起できるエネルギー領域の光を照射す
ることによって、前記無機レジストの成長を抑制するこ
とを特徴とする微細パターン形成方法を提供できる。
選択気相成長法において、原料分子または基板の構成元
素の内殻電子を励起できるエネルギー領域の光を照射す
ることによって、前記無機レジストの成長を抑制するこ
とを特徴とする微細パターン形成方法を提供できる。
【００１３】また、光照射を用いた無機レジストの空間
選択気相成長法において、原料分子または基板の構成元
素の価電子を励起できるエネルギー領域の光を照射する
ことによって、前記無機レジストの成長を誘起すること
を特徴とする微細パターン形成方法を提供できる。
選択気相成長法において、原料分子または基板の構成元
素の価電子を励起できるエネルギー領域の光を照射する
ことによって、前記無機レジストの成長を誘起すること
を特徴とする微細パターン形成方法を提供できる。
【００１４】
【作用】本発明の作用の基になるのは、無機レジストと
してのＡｌの成長を、ジメチルアルミニウムハイドライ
ド（ＤＭＡＨ；Ａｌ（ＣＨ3 ）2 Ｈ））を原料とするＡ
ｌの熱ＣＶＤ中のシンクロトロン放射光（ＳＲ）照射に
よって制御できる現象を見いだしたことによる。ＳＲ照
射による表面光化学反応によって修飾層が形成されて、
元の表面と化学的な性質が変化する。その結果、照射部
・非照射部間の選択ＣＶＤが可能になる。
してのＡｌの成長を、ジメチルアルミニウムハイドライ
ド（ＤＭＡＨ；Ａｌ（ＣＨ3 ）2 Ｈ））を原料とするＡ
ｌの熱ＣＶＤ中のシンクロトロン放射光（ＳＲ）照射に
よって制御できる現象を見いだしたことによる。ＳＲ照
射による表面光化学反応によって修飾層が形成されて、
元の表面と化学的な性質が変化する。その結果、照射部
・非照射部間の選択ＣＶＤが可能になる。
【００１５】清浄Ｓｉ表面上ではＡｌの成長が抑制され
る。２００℃の熱ＣＶＤでは、この現象には図１に示す
ような明瞭な波長依存性が有る。Ａｌ元素の最も浅い内
殻電子準位の２ｐ電子、または、これよりも深い内殻電
子を励起すれば、ＣＶＤ反応は１００％抑制される。こ
れは、照射部に形成される修飾層が、ＣＶＤ反応を抑制
する原子層オーダの炭化アルミニウムで構成されている
ためであることが分かった。
る。２００℃の熱ＣＶＤでは、この現象には図１に示す
ような明瞭な波長依存性が有る。Ａｌ元素の最も浅い内
殻電子準位の２ｐ電子、または、これよりも深い内殻電
子を励起すれば、ＣＶＤ反応は１００％抑制される。こ
れは、照射部に形成される修飾層が、ＣＶＤ反応を抑制
する原子層オーダの炭化アルミニウムで構成されている
ためであることが分かった。
【００１６】一方、ＳｉＯ2 表面は化学的に不活性なた
めに熱ＣＶＤによるＡｌの成長は困難であるが、ＳＲの
照射によってＡｌの成長を誘起できる。２００℃の熱Ｃ
ＶＤでは、この現象はＣＶＤ反応を誘起する原子層オー
ダの金属状態のアルミニウムからなる修飾層が形成され
るために生じることが分かった。また、図２から価電子
励起によってこの効果が顕著に生じることが分かった。
これらの詳細については、アプライド サーフェス サ
イエンス誌（Ａｐｐｌ．Ｓｕｒｆ．Ｓｃｉ．）の第６０
／６１巻（１９９２）の５８７ページ〜５９１ページ、
および、アプライド サーフェス サイエンス誌（Ａｐ
ｐｌ．Ｓｕｒｆ．Ｓｃｉ．）の第７９／８０巻（１９９
４）の２０３ページ〜２０７ページに記載されている。
めに熱ＣＶＤによるＡｌの成長は困難であるが、ＳＲの
照射によってＡｌの成長を誘起できる。２００℃の熱Ｃ
ＶＤでは、この現象はＣＶＤ反応を誘起する原子層オー
ダの金属状態のアルミニウムからなる修飾層が形成され
るために生じることが分かった。また、図２から価電子
励起によってこの効果が顕著に生じることが分かった。
これらの詳細については、アプライド サーフェス サ
イエンス誌（Ａｐｐｌ．Ｓｕｒｆ．Ｓｃｉ．）の第６０
／６１巻（１９９２）の５８７ページ〜５９１ページ、
および、アプライド サーフェス サイエンス誌（Ａｐ
ｐｌ．Ｓｕｒｆ．Ｓｃｉ．）の第７９／８０巻（１９９
４）の２０３ページ〜２０７ページに記載されている。
【００１７】Ｓｉ表面上でのパターニング方法は以下の
ようにして行うことができる。熱ＣＶＤ中のＳｉ表面の
所望の部分に内殻電子を励起できるエネルギー領域の光
を照射し、炭化アルミニウムをパターニングする。炭化
アルミニウムの無い部分にだけＡｌが成長するので、Ａ
ｌを直接パターニングできる。次にこのＡｌをマスクに
して、弗素系のガスでプラズマエッチングすることによ
ってＳｉにＡｌパターンを転写できる。
ようにして行うことができる。熱ＣＶＤ中のＳｉ表面の
所望の部分に内殻電子を励起できるエネルギー領域の光
を照射し、炭化アルミニウムをパターニングする。炭化
アルミニウムの無い部分にだけＡｌが成長するので、Ａ
ｌを直接パターニングできる。次にこのＡｌをマスクに
して、弗素系のガスでプラズマエッチングすることによ
ってＳｉにＡｌパターンを転写できる。
【００１８】ＳｉＯ2 表面上でのパターニングは以下の
ようにして行う。熱ＣＶＤ中のＳｉＯ2 表面の所望の部
分に価電子を励起できるエネルギー領域の光を照射し、
金属アルミニウムをパターニングする。これを核にして
Ａｌの厚膜を熱ＣＶＤで成長させて直接パターン化され
たＡｌを成長させる。次に弗素系のガスでプラズマエッ
チングすると、Ａｌ膜がマスクとして作用し、ＳｉＯ2
にＡｌパターンを転写できる。
ようにして行う。熱ＣＶＤ中のＳｉＯ2 表面の所望の部
分に価電子を励起できるエネルギー領域の光を照射し、
金属アルミニウムをパターニングする。これを核にして
Ａｌの厚膜を熱ＣＶＤで成長させて直接パターン化され
たＡｌを成長させる。次に弗素系のガスでプラズマエッ
チングすると、Ａｌ膜がマスクとして作用し、ＳｉＯ2
にＡｌパターンを転写できる。
【００１９】最後に不要なＡｌ膜を除去することによっ
て本発明によるパターニング方法が終了する。
て本発明によるパターニング方法が終了する。
【００２０】
【実施例】 （実施例１）本実施例では、Ｓｉ基板にトレンチを形成
する場合を例にとって、図３を参照しつつ説明する。
する場合を例にとって、図３を参照しつつ説明する。
【００２１】図３（ａ）のように、Ｓｉ基板１１を２０
０℃に加熱し、Ａｌの原料ガスＤＭＡＨを供給している
状態で、マスク１２を用いてＡｌ元素の２ｐ電子を励起
できる波長領域の光１３を照射する。マスク１２の開口
部１４はトレンチを形成したい領域に対応しており、Ｂ
ｅ窓になっている。このため、Ａｌ元素の２ｐ電子を励
起できる波長領域の光１３だけが透過する。Ｓｉ基板１
１上の光１３の照射部には、ＤＭＡＨ分子の表面光化学
反応によって炭化アルミニウム（ＡｌＣ）層１５が形成
されるために熱ＣＶＤによるＡｌの成長が生じない。一
方、光１３の非照射部では熱ＣＶＤによってＡｌ膜１６
が形成される。
０℃に加熱し、Ａｌの原料ガスＤＭＡＨを供給している
状態で、マスク１２を用いてＡｌ元素の２ｐ電子を励起
できる波長領域の光１３を照射する。マスク１２の開口
部１４はトレンチを形成したい領域に対応しており、Ｂ
ｅ窓になっている。このため、Ａｌ元素の２ｐ電子を励
起できる波長領域の光１３だけが透過する。Ｓｉ基板１
１上の光１３の照射部には、ＤＭＡＨ分子の表面光化学
反応によって炭化アルミニウム（ＡｌＣ）層１５が形成
されるために熱ＣＶＤによるＡｌの成長が生じない。一
方、光１３の非照射部では熱ＣＶＤによってＡｌ膜１６
が形成される。
【００２２】次に、ＸｅＦ2 を用いた反応性イオンエッ
チング（ＲＩＥ）を行うと、Ａｌ膜１６がマスクとして
作用するために、光１３の照射部に形成されたＡｌＣ層
１５とその下のＳｉ基板１１だけがエッチングされる。
その結果、図３（ｂ）のようにトレンチ１７を形成でき
る。その後、不要なＡｌ膜１６は熱リン酸によるエッチ
ングで除去する。
チング（ＲＩＥ）を行うと、Ａｌ膜１６がマスクとして
作用するために、光１３の照射部に形成されたＡｌＣ層
１５とその下のＳｉ基板１１だけがエッチングされる。
その結果、図３（ｂ）のようにトレンチ１７を形成でき
る。その後、不要なＡｌ膜１６は熱リン酸によるエッチ
ングで除去する。
【００２３】（実施例２）本実施例ではＳｉＯ2 をパタ
ーニングする方法について、図４を参照しつつ説明す
る。
ーニングする方法について、図４を参照しつつ説明す
る。
【００２４】図４（ａ）のように、Ｓｉ基板１１上に形
成されているＳｉＯ2 膜１８を２００℃に加熱し、Ａｌ
の原料ガスＤＭＡＨを供給している状態で、マスク１２
を用いて価電子だけを励起できる波長領域の光１３を照
射する。マスク１２の開口部１４はＳｉＯ2 膜１８のエ
ッチングしない領域に対応しており、石英で出来てい
る。このため、光１３は価電子だけを励起できる波長領
域の光だけで構成される。光照射部には、ＤＭＡＨ分子
の価電子励起による表面光化学反応によって金属状態の
アルミニウムからなる熱ＣＶＤ誘起層１９が形成され
る。この層が形成されると、この層の上だけで熱ＣＶＤ
が生じ、Ａｌ膜１６が成長する。一度熱ＣＶＤが生じた
ら、光１３の照射は停止しても継続してもどちらでもよ
い。
成されているＳｉＯ2 膜１８を２００℃に加熱し、Ａｌ
の原料ガスＤＭＡＨを供給している状態で、マスク１２
を用いて価電子だけを励起できる波長領域の光１３を照
射する。マスク１２の開口部１４はＳｉＯ2 膜１８のエ
ッチングしない領域に対応しており、石英で出来てい
る。このため、光１３は価電子だけを励起できる波長領
域の光だけで構成される。光照射部には、ＤＭＡＨ分子
の価電子励起による表面光化学反応によって金属状態の
アルミニウムからなる熱ＣＶＤ誘起層１９が形成され
る。この層が形成されると、この層の上だけで熱ＣＶＤ
が生じ、Ａｌ膜１６が成長する。一度熱ＣＶＤが生じた
ら、光１３の照射は停止しても継続してもどちらでもよ
い。
【００２５】次に、ＣＨＦ3 をエッチングガスとしてＥ
ＣＲプラズマエッチングを行うと、Ａｌ膜１６がマスク
として作用し、これが無い部分だけがエッチングされ
る。下地のＳｉ基板１１が露出した時点で、図４（ｂ）
のようにエッチングが停止する。その後、不要なＡｌ膜
１６は熱リン酸によるエッチングで除去する。
ＣＲプラズマエッチングを行うと、Ａｌ膜１６がマスク
として作用し、これが無い部分だけがエッチングされ
る。下地のＳｉ基板１１が露出した時点で、図４（ｂ）
のようにエッチングが停止する。その後、不要なＡｌ膜
１６は熱リン酸によるエッチングで除去する。
【００２６】（実施例３）以上述べてきた実施例１、及
び、実施例２では、パターン形成はマスクパターンを１
対１で転写する場合について述べた。本発明の作用の項
で述べたように、本発明の本質は、光の波長領域の選択
によってＡｌの熱ＣＶＤ反応を制御し、それによってＡ
ｌ膜を直接パターニングし、これを無機レジストとして
用いることにある。したがって、マスクパターンの転写
は１対１に限られることはなく、縮小転写の場合にも同
様に成り立つことは明らかである。
び、実施例２では、パターン形成はマスクパターンを１
対１で転写する場合について述べた。本発明の作用の項
で述べたように、本発明の本質は、光の波長領域の選択
によってＡｌの熱ＣＶＤ反応を制御し、それによってＡ
ｌ膜を直接パターニングし、これを無機レジストとして
用いることにある。したがって、マスクパターンの転写
は１対１に限られることはなく、縮小転写の場合にも同
様に成り立つことは明らかである。
【００２７】本実施例では透過型マスクを用いるシュワ
ルツシルト光学系と呼ばれる縮小転写光学系を用いた場
合について、図５を参照しつつ述べる。
ルツシルト光学系と呼ばれる縮小転写光学系を用いた場
合について、図５を参照しつつ述べる。
【００２８】マスク１２は厚さ１００nmのＳｉ3 Ｎ4 を
メンブレンとし、吸収体としてＡｕ（２２０nm）／Ｔｉ
（１０nm）がパターニングされている。波長１３nmの軟
Ｘ線を光１３として用いると、Ａｕ／Ｔｉの吸収体の無
い部分でだけ光１３は透過する。透過後の光１３はアパ
チャー２０を透過後、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜凸面鏡２１とＭ
ｏ／Ｓｉ多層膜凹面鏡２２とで反射集光されてＳｉの基
板１１上にマスク１２のパターンが転写される。基板１
１の温度を熱ＣＶＤ温度以下にして、無機レジストとし
て使用するＡｌの原料のＤＭＡＨを供給すると、光１３
の照射部分だけにＡｌＣ膜１５が形成される。ＡｌＣ膜
１５のパターニング後に、基板１１の温度を２００℃に
すると、ＡｌＣ膜１５の無い部分だけにＡｌ膜が熱ＣＶ
Ｄによって成長する。これをレジストにしてＸｅＦ2 な
どの弗素系ガスによるエッチングを行うと、実施例１で
述べたのと同様にＳｉの基板１１にトレンチを形成でき
る。
メンブレンとし、吸収体としてＡｕ（２２０nm）／Ｔｉ
（１０nm）がパターニングされている。波長１３nmの軟
Ｘ線を光１３として用いると、Ａｕ／Ｔｉの吸収体の無
い部分でだけ光１３は透過する。透過後の光１３はアパ
チャー２０を透過後、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜凸面鏡２１とＭ
ｏ／Ｓｉ多層膜凹面鏡２２とで反射集光されてＳｉの基
板１１上にマスク１２のパターンが転写される。基板１
１の温度を熱ＣＶＤ温度以下にして、無機レジストとし
て使用するＡｌの原料のＤＭＡＨを供給すると、光１３
の照射部分だけにＡｌＣ膜１５が形成される。ＡｌＣ膜
１５のパターニング後に、基板１１の温度を２００℃に
すると、ＡｌＣ膜１５の無い部分だけにＡｌ膜が熱ＣＶ
Ｄによって成長する。これをレジストにしてＸｅＦ2 な
どの弗素系ガスによるエッチングを行うと、実施例１で
述べたのと同様にＳｉの基板１１にトレンチを形成でき
る。
【００２９】本実施例では透過型マスクを用いたシュワ
ルツシルト光学系による縮小転写光学系を用いた場合に
ついて述べたが、この他にも、反射型マスクを用いるシ
ュワルツシルト光学系でも同様に無機レジストとしての
Ａｌ膜を直接パターニングでき、これをマスクにしたエ
ッチングによって微細パターンを形成できる。また、反
射型マスクを用いるインバースカセグレン光学系と呼ば
れる縮小転写光学系を用いても、また、反射型マスクを
用いるテレセントリック光学系と呼ばれる縮小転写光学
系を用いても同様のことが可能である。
ルツシルト光学系による縮小転写光学系を用いた場合に
ついて述べたが、この他にも、反射型マスクを用いるシ
ュワルツシルト光学系でも同様に無機レジストとしての
Ａｌ膜を直接パターニングでき、これをマスクにしたエ
ッチングによって微細パターンを形成できる。また、反
射型マスクを用いるインバースカセグレン光学系と呼ば
れる縮小転写光学系を用いても、また、反射型マスクを
用いるテレセントリック光学系と呼ばれる縮小転写光学
系を用いても同様のことが可能である。
【００３０】以上述べてきた実施例では、無機レジスト
としてＡｌを用い、その原料ガスとしてＡｌ（ＣＨ3 ）
2 Ｈを用いたが、Ａｌ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 Ｈを用いても同じ
現象が生じるので、本実施例で述べたことをこのガスを
用いても実現できる。
としてＡｌを用い、その原料ガスとしてＡｌ（ＣＨ3 ）
2 Ｈを用いたが、Ａｌ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 Ｈを用いても同じ
現象が生じるので、本実施例で述べたことをこのガスを
用いても実現できる。
【００３１】また、Ａｌ以外にも、ＭｏやＷを用いるこ
とも可能である。Ｍｏの場合は、Ｍｏ（ＣＯ）6 を原料
とし、光照射によってＭｏＣをパターン化して形成す
る。次に基板温度を１５０℃以上にすると、ＭｏＣの非
形成領域だけにＭｏが熱ＣＶＤで成長するので、これを
レジストとして使用できる。また、Ｗの場合も同様であ
る。Ｗ（ＣＯ）6 を原料とし、光照射によってＷＣをパ
ターン化して形成する。次に基板温度を２００℃以上に
すると、ＷＣの非形成領域だけにＷが熱ＣＶＤで成長す
るので、これをレジストとして使用できる。
とも可能である。Ｍｏの場合は、Ｍｏ（ＣＯ）6 を原料
とし、光照射によってＭｏＣをパターン化して形成す
る。次に基板温度を１５０℃以上にすると、ＭｏＣの非
形成領域だけにＭｏが熱ＣＶＤで成長するので、これを
レジストとして使用できる。また、Ｗの場合も同様であ
る。Ｗ（ＣＯ）6 を原料とし、光照射によってＷＣをパ
ターン化して形成する。次に基板温度を２００℃以上に
すると、ＷＣの非形成領域だけにＷが熱ＣＶＤで成長す
るので、これをレジストとして使用できる。
【００３２】
【発明の効果】ＬＳＩ製造工程において、マスクパター
ンを等倍、または、縮小転写し、そのパターン上に無機
レジストを選択成長させて直接パターニングを行う。
ンを等倍、または、縮小転写し、そのパターン上に無機
レジストを選択成長させて直接パターニングを行う。
【図１】本発明の作用の根拠になる実験結果を示す図で
ある。
ある。
【図２】本発明の作用の根拠になる他の実験結果を示す
図である。
図である。
【図３】本発明の作用に基づく実施例を示す図である。
【図４】本発明の作用に基づく他の実施例を示す図であ
る。
る。
【図５】本発明の作用に基づく他の実施例を示す図であ
る。
る。
【符号の説明】 １１ Ｓｉ基板 １２ マスク １３ 光 １４ 開口部 １５ ＡｌＣ層 １６ Ａｌ膜 １７ トレンチ １８ ＳｉＯ2 膜 １９ 熱ＣＶＤ誘起層 ２０ アパチャー ２１ 凸面鏡 ２２ 凹面鏡
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｆ 7/36 Ｈ０１Ｌ 21/027
Claims (6)
- 【請求項１】リソグラフィー工程とエッチング工程を含
む微細パターン形成方法において、光照射を用いた空間
選択気相成長法によって基板上の所望の領域だけに無機
レジストを成長、または、それを抑制し、前記無機レジ
ストを直接パターニングするリソグラフィー工程を含む
ことを特徴とする微細パターン形成方法。 - 【請求項２】無機レジストの原料ガスとして、金属元素
と炭素を含む化合物を用い、光照射による空間選択的気
相成長法によって金属または金属炭化物を選択的に形成
し、これを無機レジストとして用いることを特徴とする
請求項１記載の微細パターン形成方法。 - 【請求項３】光照射を用いた無機レジストの空間選択気
相成長法であって、金属元素と炭素を含む化合物の原料
分子または基板の構成元素、の内殻電子を励起できるエ
ネルギー領域の光を照射することによって、前記無機レ
ジストの成長を抑制することを特徴とする請求項１記載
の微細パターン形成方法。 - 【請求項４】光照射を用いた無機レジストの空間選択気
相成長法であって、金属元素と炭素を含む化合物の原料
分子または基板の構成元素、の価電子を励起できるエネ
ルギー領域の光を照射することによって、前記無機レジ
ストの成長を誘起することを特徴とする請求項１記載の
微細パターン形成方法。 - 【請求項５】Ｓｉ基板上に、金属元素と炭素を含む化合
物を用いた気相成長を金属またはシリコンの内殻電子を
励起するエネルギーの光を選択的に照射して行い、その
非照射部にのみ金属層を形成する工程と、前記形成され
た金属層を無機レジストのマスクとして用い、Ｓｉ基板
にパターニングを行うことを特徴とする微細パターン形
成方法。 - 【請求項６】酸化シリコン膜上に、金属元素と炭素を含
む化合物を用いた気相成長を金属またはシリコンの価電
子を励起するエネルギーの光を選択的に照射して行い、
その照射部にのみ金属層を形成する工程と、前記形成さ
れた金属層を無機レジストのマスクとして用い、酸化シ
リコン膜をパターニングすることを特徴とする微細パタ
ーン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6189538A JP2684994B2 (ja) | 1994-08-11 | 1994-08-11 | 微細パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6189538A JP2684994B2 (ja) | 1994-08-11 | 1994-08-11 | 微細パターン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0854738A true JPH0854738A (ja) | 1996-02-27 |
| JP2684994B2 JP2684994B2 (ja) | 1997-12-03 |
Family
ID=16242990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6189538A Expired - Lifetime JP2684994B2 (ja) | 1994-08-11 | 1994-08-11 | 微細パターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2684994B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6061188A (en) * | 1997-06-02 | 2000-05-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Projecting printing apparatus, projection printing method, mask pattern for estimating amplitude aberrations, method of estimating the quantity of amplitude aberration, and amplitude-aberration estimating filter |
| JP4820377B2 (ja) * | 2005-02-09 | 2011-11-24 | コヒーレント・インク | シュワルツシルト対物鏡を使用してフォトマスクの縮写像を投影する装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0415910A (ja) * | 1990-05-10 | 1992-01-21 | Canon Inc | エッチングパターンの形成方法 |
-
1994
- 1994-08-11 JP JP6189538A patent/JP2684994B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0415910A (ja) * | 1990-05-10 | 1992-01-21 | Canon Inc | エッチングパターンの形成方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6061188A (en) * | 1997-06-02 | 2000-05-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Projecting printing apparatus, projection printing method, mask pattern for estimating amplitude aberrations, method of estimating the quantity of amplitude aberration, and amplitude-aberration estimating filter |
| JP4820377B2 (ja) * | 2005-02-09 | 2011-11-24 | コヒーレント・インク | シュワルツシルト対物鏡を使用してフォトマスクの縮写像を投影する装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2684994B2 (ja) | 1997-12-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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