JPS61186477A - 光照射による薄膜形成方法 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、絶縁物、金属、半導体等の被処理基体の表面
に薄膜を形成する技術に係わり、特に光照射を利用して
Ｃ，Ｆからなる薄膜を選択的に形成する光照射による薄
膜形成方法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来、Ｃ，Ｆ系の薄膜を形成するには、プラズマ中の化
学反応を利用する方法、また溶剤中に溶かしたＣ、Ｆ系
のポリマー或いはモノマーを表面に塗布した後、熱処理
を行う方法等が用いられている。

しかしながら、この種の方法にあっては次のような問題
があった。即ち、プラズマを利用する方法では、荷電粒
子の影響により被処理基体にダメージを与える、さらに
反応容器の材質による汚染等の問題がある。また、溶剤
中に溶かしたものを塗布する方法においては、生成膜の
純度が悪く、半導体プロセス等には用いられないことが
あり、さらに高温の熱処理を行わなければならないと云
う欠点がある。

また、いずれの方法でも被処理基体表面への選択的な膜
形成は極めて困難であり、選択的な膜を得ようとする場
合、一度全面に付けた膜を何らかの方法で別に取除くと
云うプロセスを必要とし、工程としては？！雑なものと
なる。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、被処理基体に荷電ビーム照射損
傷を与えることなく、高純度なＣ１Ｆからなる薄膜を選
択的に形成することができる光照射によるｉｉＩ膜形成
方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の骨子は、光照射による膜形成において、反応性
ガスとして０２　Ｆ４　、照射光として紫外光を用いる
ことにある。

近年、光照射による薄膜形成技術が研究されているが、
今まで報告されているのは、反応性ガスや被処理基体を
光照射により励起し、被処理基体表面の全面に１ｉｌｌ
ｌａを形成する方法であり、光照射部にのみ薄膜を選択
形成する技術は報告されていない。

そこで本発明者等は、反応性ガスの種類及び照射光の波
長を種々選択して各種実験及び鋭意研究を行ったところ
、０２　Ｆ４ガスを用い紫外光を選択的に照射すること
により、該光照射部のみに薄膜が形成されるのを見出し
た。０２　Ｆ４ガスを用いた場合に選択的な薄膜形成が
可能となるメカニズムは明かでないが、本発明者等の実
験によればこの現象は０２　Ｆ４ガスを用いた場合の特
有の現象であることが確認されている。例えば、０２　
Ｆ４ガスの代りにＣＦ４．０３ＦＧ　。

Ｃ３Ｆｓ　、Ｃ４Ｆ■等を用いても、選択的な薄膜形成
は困難であった。

本発明はこのような点に着目し、光照射を利用して薄膜
を形成する薄膜形成方法において、被処理基体の表面に
０２　Ｆ４ガスを供給すると共に、上記基体表面に紫外
光を選択的に照射し、該光照射部にＣ，Ｆからなる薄膜
を選択形成するようにした方法である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、被処理基体上の光照射部分にのみ薄膜
を形成することができる。このため、荷電ビーム照射損
傷等を招くことなくＣ，Ｆからなる１１０を選択的に形
成することができる。また、膜形成後に選択エツチング
を行う技術と異なり、１工程でよいので工程の大幅な簡
略化をはかり得る。さらに、低温の処理で膜形成が行わ
れるので、半導体製造プロセスに適している。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。

第１図は本発明の一実施例方法に使用した薄膜形成装置
を示す概略構−成図である。図中１１は反応容器であり
、−・この容器１１内にはガス導入口１２からＣ２Ｆ４
ガスが導入される。そして、容器１１内のガスはガス排
気口１３から排気されるものどなっている。また、３ｉ
基板等の被処理基体１４は容器１１内に配設された水冷
ステージ１５上に載置されるものとなっている。

一方、光源１６としてはＫｒＦエキシマレーザを用い、
この光源１６からの光はバターニングされたマスク１７
に照射される。マスク１７を通過したパターン情報を持
つ光は、容器１１の土壁に設置された窓１８を通り容器
１１内に導入され、前記被処理基体１４の表面に照射さ
れる。なお、マスク１７は、石英基板等の透明基板１７
ａ上に光を遮断するパターン１７ｂを形成してなるもの
である。また、窓１８は、ヒータ１９により加熱される
ものとなっている。

次に、上記装置を用いた薄膜形成方法について説明する
。

まず、容器１１内を１０°３　［ｔｏｒｒ］程度の真空
　。

に引き、その後０２　Ｆ４ガスを導入し、容器１１内の
ガス圧が数［ｔｏｒｒ］になるようにコントロールした
。次いで、光源１６から波長２４９　［ｎｍ］のレーザ
光をマスク１７に照射し、該マスク１７を通過した光を
被処理基体１４の表面に照射した。

その結果、被処理基体１４の光照射部分に薄膜が選択的
に形成された。この場合、窓１８の内面への膜形成を防
ぐために予め窓１８をヒータ１９により１００［’Ｃ］
程度に加熱しておく。さらに、レーザ光の照射により被
処理基体１４が加熱されると、薄膜の形成が抑制される
ので、被処理基体１４を冷却しておく。また、光源１６
からの光強度が強過ぎると、−膜形成された膜が光照射
により再び剥離されることがあるので、光の照射時間。

強度等を適当に選択しておく必要がある。

第２図は光照射による選択的な膜形成の原理を説明する
ための断面図である。前記光照射のための光線として平
行光を用いると、第２図（ａ）に示す如くマスク１７の
パターンに応じて被処理基体１４に光が選択的に照射さ
れる。そして、光照射部分にのみ薄膜が形成されるので
、被処理基体１４上には、第２図（ｂ）に示す如＜Ｃ，
Ｆからなる７ｔＩＩＩ！Ｊ２１が選択的に形成されるこ
とになる。

かくして本実施例方法によれば、光照射によりＣ，Ｆか
らなる薄膜を選択的に形成することができる。このため
、荷電ビーム等の照射損傷を招くことなく、且つ低温プ
ロセスで膜形成が可能となり、半導体製造プロセスに極
めて有効である。また、通常の選択薄膜形成方法に比し
てエツチング工程が不要となるので、工程の簡略化をは
かり得る。

また、本実施例方法により形成された薄膜は、レジスト
の代りに用いることができる。この場合、レジストで所
望パターンのマスクを形成するのに比して、その工程数
を著しく少なくすることができる。即ち、レジストを用
いる通常の方法の場合、レジストの塗布、ベータ、露光
、現像、その他と複数の工程が必要なのに対し、本実施
例方法では１工程で済むことになるので、工程の大幅な
短縮化をはかり得る。

なお、本発明は上述した実施例方法に限定されるもので
はない。゛例えば、前記マスクと被処理基体との間に別
の光学系（ｆレンズ等）を配置し、マスクのパターンを
縮小成Ｃ）は拡伏して被処理基体上に結像するようにし
てもよい。この場合、マスクパターンの縮小成いは拡大
したパターンを転写することが可能となる。また、被処
理基体に対し光を選択的に照射する手段として、集光し
た光ビームを用い、この光ビームを被処理基体表面上で
走査するようにしてもよい。さらに、光源としては、Ｋ
ｒＦレーザに限るものではなく、ＨＱ−Ｘｅランプ等の
２５０　［ｎｍ］程度、の紫外光を含む波長の光を発生
するものであれば用いることが可能である。また、膜形
成時における容器内の０２　Ｆ４ガスの圧力及び被処理
基体の温度等の条件は、仕様に応じて適宜変更可能であ
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。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例方法に使用した薄膜形成装置
を示す概略構成図、第２図（ａ）（ｂ）は上記装置を用
いた薄膜形成工程を示す断面図である。 １１・・・反応容器、１２・・・ガス導入口、１３・・
・ガス排気口、１４・・・被処理基体、１５・・・ステ
ージ、１６・・・光源、１７・・・マスク、１７ａ・・
・透明基板、１７ｂ・・・光遮蔽パターン、１８・・・
窓、１９・・・ヒータ、２１・・・薄膜。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第２図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）被処理基体の表面にＣ＿２Ｆ＿４ガスを供給する
   と共に、この基体表面に紫外光を選択的に照射し、該光
   照射部にＣ、Ｆからなる薄膜を選択形成することを特徴
   とする光照射による薄膜形成方法。
2. （２）前記光を選択的に照射する手段として、該光の光
   路中に前記被処理基体と離間してマスクを配置したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光照射による
   薄膜形成方法。
3. （３）前記光を選択的に照射する手段として、集光した
   光ビームを前記被処理基体の表面上で走査することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の光照射による薄膜
   形成方法。
4. （４）前記被処理基体は反応容器内に収容されたもので
   、この容器の光導入窓を加熱することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の光照射による薄膜形成方法。
5. （５）前記被処理基体を、冷却することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の光照射による薄膜形成方法。