JPS6245019A - 薄膜微細パタ−ン形成法 - Google Patents
薄膜微細パタ−ン形成法Info
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- JPS6245019A JPS6245019A JP18394485A JP18394485A JPS6245019A JP S6245019 A JPS6245019 A JP S6245019A JP 18394485 A JP18394485 A JP 18394485A JP 18394485 A JP18394485 A JP 18394485A JP S6245019 A JPS6245019 A JP S6245019A
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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、半導体装置の製造工程における薄膜の微細パ
ターン形成法に関するものである。
ターン形成法に関するものである。
集積回路の高密度化に伴い、パターン幅が数１０００人
程度０超微細加工が必要になってきている。
程度０超微細加工が必要になってきている。
このような超微細加工には電子ビーム、Ｘ線あるいはイ
オンビームによる露光を用いる必要がある。
オンビームによる露光を用いる必要がある。
電子ビーム露光に用いられるポリメチルメタクリレート
（ＰＭＭＡ）は感度が低いという欠点があり、露光時間
がかかること、下地膜を加工する時のエツチング耐性を
持たせるために充分な膜厚にすると、膜中での前方散乱
、二次電子散乱による分解能劣化が避けられないこと等
の問題があった。
（ＰＭＭＡ）は感度が低いという欠点があり、露光時間
がかかること、下地膜を加工する時のエツチング耐性を
持たせるために充分な膜厚にすると、膜中での前方散乱
、二次電子散乱による分解能劣化が避けられないこと等
の問題があった。
感度を上げる試みの一つとして側鎖にフロロアルキルを
持つメタクリレート（ジャーナル オブエレクトロケミ
カル ソサイエティ（Ｊ。
持つメタクリレート（ジャーナル オブエレクトロケミ
カル ソサイエティ（Ｊ。
Ｅｌｅｃｔｒｏｅｈｅｍ、 Ｓｏｃ、）１２４巻１６４
８頁（１９７７年））をレジスト材料として用いること
、あるいは薄膜レジストとしてラングミュアブロジェッ
ト膜を用いること（シンソリッドフィルムズ（Ｔｈｉｎ
ＳｏｌｉｄＦｉｌｍｓ）９９巻１−３２９頁（１９８
３年））が提案されているがいずれもドライエツチング
耐性が弱いという問題がある。ドライエツチング耐性を
強化するためには樹脂、無機材料、樹脂の３層レジスト
が使用されているが、上層の樹脂層の厚さは、下層の無
機材料を加工する時のエツチング耐性を持つ厚さが必要
であるが、厚さに伴い分解能は劣化してしまう。超微細
パターンを形成するために最も望ましい加工法は、低エ
ネルギーの電子線を用いて極めて薄いレジストをパター
ニングして、下層の薄膜をエツチング加工すること、あ
るいは該レジストパターンをもとに薄膜を選択的に形成
する方法である。薄膜を選択的に形成する方法としては
、表面の材質の違いによって薄膜が選択的に付着される
技術が極めて有効になると思われる。フッ素系樹脂は表
面自由エネルギーが極めて低いことから、このフッ素系
樹脂を物質の選択的付着に利用する試みがいくつか行な
われてきた。例えば撥水・撥油性のフッ素系感光樹脂が
インクを弾く性質を利用した無水平板印刷法（ダイキン
他の特開昭５１−５８１０５号、３Ｍの特公昭５５−２
７３３６号）、ホトレジスト膜によりパターニングした
フッ素系樹脂膜を用いて選択蒸着により金属を埋め込む
平坦化配線法（東芝の特公昭５３−４２３９６号）等が
ある。
８頁（１９７７年））をレジスト材料として用いること
、あるいは薄膜レジストとしてラングミュアブロジェッ
ト膜を用いること（シンソリッドフィルムズ（Ｔｈｉｎ
ＳｏｌｉｄＦｉｌｍｓ）９９巻１−３２９頁（１９８
３年））が提案されているがいずれもドライエツチング
耐性が弱いという問題がある。ドライエツチング耐性を
強化するためには樹脂、無機材料、樹脂の３層レジスト
が使用されているが、上層の樹脂層の厚さは、下層の無
機材料を加工する時のエツチング耐性を持つ厚さが必要
であるが、厚さに伴い分解能は劣化してしまう。超微細
パターンを形成するために最も望ましい加工法は、低エ
ネルギーの電子線を用いて極めて薄いレジストをパター
ニングして、下層の薄膜をエツチング加工すること、あ
るいは該レジストパターンをもとに薄膜を選択的に形成
する方法である。薄膜を選択的に形成する方法としては
、表面の材質の違いによって薄膜が選択的に付着される
技術が極めて有効になると思われる。フッ素系樹脂は表
面自由エネルギーが極めて低いことから、このフッ素系
樹脂を物質の選択的付着に利用する試みがいくつか行な
われてきた。例えば撥水・撥油性のフッ素系感光樹脂が
インクを弾く性質を利用した無水平板印刷法（ダイキン
他の特開昭５１−５８１０５号、３Ｍの特公昭５５−２
７３３６号）、ホトレジスト膜によりパターニングした
フッ素系樹脂膜を用いて選択蒸着により金属を埋め込む
平坦化配線法（東芝の特公昭５３−４２３９６号）等が
ある。
ところが、上記平板印刷法は液相の付着法であり、半導
体製造工程のように微細寸法および膜厚の均一性に厳し
い要求が求められる分野に応用することは困難である。
体製造工程のように微細寸法および膜厚の均一性に厳し
い要求が求められる分野に応用することは困難である。
一方、上記選択蒸着による平坦化配線法においては、フ
ッ素系樹脂を平坦化のため２００’Ｃ前後まで加熱して
蒸着するため感光性を持つフッ素系樹脂が使用できない
ので、フッ素系樹脂膜上にさらにホトレジストを塗布し
パターニングを行なわなければならないこと、および金
属原子の蒸着は物理的堆積現象であり、化学反応を伴わ
ないため、薄膜形成に栗するエネルギーの表面材質によ
る差が小さく、フッ素系樹脂膜と金属を蒸着すべき下地
膜との表面材質の違いを利用するのが難しく。
ッ素系樹脂を平坦化のため２００’Ｃ前後まで加熱して
蒸着するため感光性を持つフッ素系樹脂が使用できない
ので、フッ素系樹脂膜上にさらにホトレジストを塗布し
パターニングを行なわなければならないこと、および金
属原子の蒸着は物理的堆積現象であり、化学反応を伴わ
ないため、薄膜形成に栗するエネルギーの表面材質によ
る差が小さく、フッ素系樹脂膜と金属を蒸着すべき下地
膜との表面材質の違いを利用するのが難しく。
選択蒸着ができるのは金などの特殊な金属に限られ、金
属化合物などの無機絶縁膜を選択的に付着させることは
困難で微細加工に利用することはできなかった。
属化合物などの無機絶縁膜を選択的に付着させることは
困難で微細加工に利用することはできなかった。
第１図は１本発明の詳細な説明するための概略工程断面
図である。すなわち、本発明は、まず、基板１上に表面
自由エネルギーの極めて低い第１の薄膜２をパターニン
グする。次に、ＣＶＤ （化学気相成長）法を行ない、
第１の薄膜２および該第１の薄膜が付着していない部分
２７の表面自由エネルギーの差に対する反応分子の吸着
エネルギーの違いを利用して、上記第１の薄膜２の付着
していない部分２７に選択的に第２の薄膜３を成長させ
ることを特徴とする。
図である。すなわち、本発明は、まず、基板１上に表面
自由エネルギーの極めて低い第１の薄膜２をパターニン
グする。次に、ＣＶＤ （化学気相成長）法を行ない、
第１の薄膜２および該第１の薄膜が付着していない部分
２７の表面自由エネルギーの差に対する反応分子の吸着
エネルギーの違いを利用して、上記第１の薄膜２の付着
していない部分２７に選択的に第２の薄膜３を成長させ
ることを特徴とする。
本発明の特徴は、ＣＶＤ法を用いて下地の表面自由エネ
ルギーの違いによって薄膜を選択成長させることである
。したがって、基板上にパターニングした上記第１の薄
膜の表面自由エネルギーは。
ルギーの違いによって薄膜を選択成長させることである
。したがって、基板上にパターニングした上記第１の薄
膜の表面自由エネルギーは。
該第１の薄膜の付着していない下地の表面自由エネルギ
ーに対して十分低いことが必要である。
ーに対して十分低いことが必要である。
この表面自由エネルギーを説明するために２代表的な物
質について、表面自由エネルギーに対応する臨界表面張
力を示す。本発明における表面自由エネルギーの低い薄
膜の一例であるフッ素系樹脂であるパーフロロアルキル
アクリレート（ＰＰＦＡＡ）ＣＦ、（ＣＦ、）、ＣＨ，
−Ａの臨界表面張力は、１０．４ｄｙｎ／ｃｍ、 Ｌ
Ｓ Ｉ ｍｌ造に用いられる代表的な有機物であるハイ
ドロカーボンは、３１ｄｙｎ／ｃ鵬、クロロカーボンは
、４０ｄｙｎ／ｃｍであり、これに対してＬＳＩ製造に
用いられる代表的な無機物であるＳｉ、Ｓｉｎ、等は、
高い表面自由エネルギーを持ち、 １ｏｏｄｙｎ／ａｍ
以上である。大体この程度の差すなわち表面自由エネル
ギーの高低の差があり、本発明はこの差を利用する。こ
の表面自由エネルギーの差は、ＣＶＤ法において気相か
ら反応するとき１表面に薄膜として堆積するときの活性
化エネルギーの大きさに影響を与え、膜を選択的に形成
することが可能となる。
質について、表面自由エネルギーに対応する臨界表面張
力を示す。本発明における表面自由エネルギーの低い薄
膜の一例であるフッ素系樹脂であるパーフロロアルキル
アクリレート（ＰＰＦＡＡ）ＣＦ、（ＣＦ、）、ＣＨ，
−Ａの臨界表面張力は、１０．４ｄｙｎ／ｃｍ、 Ｌ
Ｓ Ｉ ｍｌ造に用いられる代表的な有機物であるハイ
ドロカーボンは、３１ｄｙｎ／ｃ鵬、クロロカーボンは
、４０ｄｙｎ／ｃｍであり、これに対してＬＳＩ製造に
用いられる代表的な無機物であるＳｉ、Ｓｉｎ、等は、
高い表面自由エネルギーを持ち、 １ｏｏｄｙｎ／ａｍ
以上である。大体この程度の差すなわち表面自由エネル
ギーの高低の差があり、本発明はこの差を利用する。こ
の表面自由エネルギーの差は、ＣＶＤ法において気相か
ら反応するとき１表面に薄膜として堆積するときの活性
化エネルギーの大きさに影響を与え、膜を選択的に形成
することが可能となる。
第２図は、選択成長に用いるＣＶＤ装置の一例を示す図
である。２８は反応室、２９は試料、３０．３１゜３２
はそれぞれＮ２ガスの流量計、３３はリングパイフチア
リ、５ｉＣＱ４ト水蒸気（Ｈ２０）をＮ２をキャリヤガ
スとして反応室２８内に導入し、薄膜、この場合は酸化
シリコン（ＳｉＯ２）Ｉｌｇを選択成長させる。
である。２８は反応室、２９は試料、３０．３１゜３２
はそれぞれＮ２ガスの流量計、３３はリングパイフチア
リ、５ｉＣＱ４ト水蒸気（Ｈ２０）をＮ２をキャリヤガ
スとして反応室２８内に導入し、薄膜、この場合は酸化
シリコン（ＳｉＯ２）Ｉｌｇを選択成長させる。
第３図は、薄膜の堆積速度および該薄膜の核形成のガス
流量依存性を示す図である。横軸は、５ｉＣ（１，を輸
送するためのキャリヤガスＮ２の流量を示す（第２図の
流量計３１の示す流量）。なお、Ｈ，Ｏを輸送するため
のキャリヤガスＮ２の流量（流量計３２の示す流量）は
、１００ｃｃ／ｍｉｎ、希釈ガスとしてのＮ２の流量（
流量計３０の示す流量）は。
流量依存性を示す図である。横軸は、５ｉＣ（１，を輸
送するためのキャリヤガスＮ２の流量を示す（第２図の
流量計３１の示す流量）。なお、Ｈ，Ｏを輸送するため
のキャリヤガスＮ２の流量（流量計３２の示す流量）は
、１００ｃｃ／ｍｉｎ、希釈ガスとしてのＮ２の流量（
流量計３０の示す流量）は。
２．５Ｒ／ｍｉｎである。左側の縦軸は、シリコン上の
堆積速度（人／ｆｆｌ１ｎ） 、右側の縦軸は、ＰＰＦ
ＡＡ上で堆積膜の核が占めている面積／ＰＰＦＡＡの面
積を示す１図の０は左側の縦軸に対応してシリコン上の
堆積速度を示し、■および口は右側の縦軸に対応し、■
はＳｉ上に膜が１０００人堆積したとき、また口はＳｉ
上に膜が２０００人堆積したときのＰＰＦＡＡ上の核占
有面積／ＰＰＦＡＡの面積を示す。
堆積速度（人／ｆｆｌ１ｎ） 、右側の縦軸は、ＰＰＦ
ＡＡ上で堆積膜の核が占めている面積／ＰＰＦＡＡの面
積を示す１図の０は左側の縦軸に対応してシリコン上の
堆積速度を示し、■および口は右側の縦軸に対応し、■
はＳｉ上に膜が１０００人堆積したとき、また口はＳｉ
上に膜が２０００人堆積したときのＰＰＦＡＡ上の核占
有面積／ＰＰＦＡＡの面積を示す。
第３図に示すように、 ５ｉＣＱ、の反応ガス流量を多
くしていくと、ＰＰＦＡＡ上にもＳ ｉ Ｏｚの核が発
生し、膜堆積の選択性が悪くなる。これに対して、５Ｌ
Ｃ１１，の反応ガス流量を少なくしていくと（例えばＮ
２の流量が０で、Ｓ ｉ ｃｌｌ、反応ガス圧のみ）、
Ｓｉ上には２００人／ｓｉｎ程度で堆積をするのに対し
、ＰＰＦＡＡの膜の上にはまったく堆積しない条件が得
られることが分かる。これは２反応ガス流量を減少させ
ると、膜形成のための活性化エネルギーが大きくなり１
表面の材質の差が膜の堆積に大きく影響するためである
。
くしていくと、ＰＰＦＡＡ上にもＳ ｉ Ｏｚの核が発
生し、膜堆積の選択性が悪くなる。これに対して、５Ｌ
Ｃ１１，の反応ガス流量を少なくしていくと（例えばＮ
２の流量が０で、Ｓ ｉ ｃｌｌ、反応ガス圧のみ）、
Ｓｉ上には２００人／ｓｉｎ程度で堆積をするのに対し
、ＰＰＦＡＡの膜の上にはまったく堆積しない条件が得
られることが分かる。これは２反応ガス流量を減少させ
ると、膜形成のための活性化エネルギーが大きくなり１
表面の材質の差が膜の堆積に大きく影響するためである
。
本発明の選択成長においては、第３図に示すように、Ｐ
ＰＦＡＡ等の表面自由エネルギーの低い薄膜上にＳｉ等
の薄膜は全く堆積しないのではなくて、膜としては認識
できない程度ではあるが。
ＰＦＡＡ等の表面自由エネルギーの低い薄膜上にＳｉ等
の薄膜は全く堆積しないのではなくて、膜としては認識
できない程度ではあるが。
原子として付着し、核のようなものが表面にできる。こ
のようなごくわずかの付着は、ＬＳＩの製造工程におい
て容易にはがれてしまい、実効的に０か１の選択性が達
成できるのである。
のようなごくわずかの付着は、ＬＳＩの製造工程におい
て容易にはがれてしまい、実効的に０か１の選択性が達
成できるのである。
実施例１
電子ビームに感光するフッ素系樹脂としては例えばパー
フロロアルキルアクリレート （ＣＦａ（ＣＦｚ）ｎ（ＣＨ） Ａ）またはパーフロ
ロアルキルメタクリレート（ＣＦ、（ＣＦ、）ｎＣＨ２
−Ｍ）（但しｎ〉３．Ａはアクリレート鎖、Ｍはメタリ
フレート鎖）などがある。
フロロアルキルアクリレート （ＣＦａ（ＣＦｚ）ｎ（ＣＨ） Ａ）またはパーフロ
ロアルキルメタクリレート（ＣＦ、（ＣＦ、）ｎＣＨ２
−Ｍ）（但しｎ〉３．Ａはアクリレート鎖、Ｍはメタリ
フレート鎖）などがある。
第４図（ａ）〜（Ｑ）にパーフロロアルキルアクリレー
トを用いて酸化シリコン薄膜を選択的に堆積させる実施
例を示す。半導体基板１の上にパーフロロアルキルアク
リレート２を所定の厚さ塗布し、所定の箇所に電子ビー
ム照射１９を行なう（第４図（ａ））。電子ビーム照射
を受けたパーフロロアルキルアクリレートは架橋し、現
象液として例えばフロン１１３を用いると照射を受けて
いない部分だけが選択的に溶解、除去される（第４図（
ｂ））。次に、該試料をＣＶＤ装置内において水蒸気。
トを用いて酸化シリコン薄膜を選択的に堆積させる実施
例を示す。半導体基板１の上にパーフロロアルキルアク
リレート２を所定の厚さ塗布し、所定の箇所に電子ビー
ム照射１９を行なう（第４図（ａ））。電子ビーム照射
を受けたパーフロロアルキルアクリレートは架橋し、現
象液として例えばフロン１１３を用いると照射を受けて
いない部分だけが選択的に溶解、除去される（第４図（
ｂ））。次に、該試料をＣＶＤ装置内において水蒸気。
５ｉＣ１１４の混合ガス雰囲気中にさらすと、パーフロ
ロアルキルアクリレートパターン２′の付着していない
表面自由エネルギーの高いところに選択的に当該ガス分
子が吸着・反応して膜２′の厚さと同じ厚さの酸化シリ
コンの膜３が形成される（第４図（Ｃ））。このとき、
水蒸気および５ｉＣ１１４の分圧はそれぞれ１０〜１０
０ Ｔ ｏｒｒが適当であった。
ロアルキルアクリレートパターン２′の付着していない
表面自由エネルギーの高いところに選択的に当該ガス分
子が吸着・反応して膜２′の厚さと同じ厚さの酸化シリ
コンの膜３が形成される（第４図（Ｃ））。このとき、
水蒸気および５ｉＣ１１４の分圧はそれぞれ１０〜１０
０ Ｔ ｏｒｒが適当であった。
この後、パーフロロアルキルアクリレート膜２′を酸素
プラズマあるいは有機溶剤を用いて除去して、所望の薄
膜微細パターンを得る。
プラズマあるいは有機溶剤を用いて除去して、所望の薄
膜微細パターンを得る。
なお、パーフロロアルキルアクリレートの代わりにパー
フロロアルキルメタクリレートを用いた場合は、電子ビ
ーム照射によって分解されるため上記実施例の反転した
パターンが形成されることになる。
フロロアルキルメタクリレートを用いた場合は、電子ビ
ーム照射によって分解されるため上記実施例の反転した
パターンが形成されることになる。
また、電子ビームの代わりに紫外線を用いて露光するた
めには平板印刷で提案されているレジストとして例えば
パーフロロアルキルメタクリレートとアジド含有メタク
リレートのコポリマ（山岡亜夫他による日本印刷学会、
１９８０年５月２９日Ｎα１３）等を用いれば良い。
めには平板印刷で提案されているレジストとして例えば
パーフロロアルキルメタクリレートとアジド含有メタク
リレートのコポリマ（山岡亜夫他による日本印刷学会、
１９８０年５月２９日Ｎα１３）等を用いれば良い。
さらに、他の金属酸化物、例えば酸化アルミニウム、酸
化モリブデン等を選択成長させることも可能であり、加
水分解する金属化合物ガス’ （Ａｎ（ＣＨ＊）ｉ、
（Ａａ（ｉ−Ｃ，Ｈ，）、、Ｍｏ（ａｌｌｙｌ）４等）
と水蒸気を用いればよい。
化モリブデン等を選択成長させることも可能であり、加
水分解する金属化合物ガス’ （Ａｎ（ＣＨ＊）ｉ、
（Ａａ（ｉ−Ｃ，Ｈ，）、、Ｍｏ（ａｌｌｙｌ）４等）
と水蒸気を用いればよい。
実施例２
第５図（ａ）〜（ｄ）に厚さが分子層レベルの表面自由
エネルギーの低い膜を用いた実施例を示す。
エネルギーの低い膜を用いた実施例を示す。
一方の端にフロロアルキル基、他方の端に親木基をもつ
鎖状高分子のうち二重または三重結合をもつ有機物４を
ラングミュアブロジェット法または気相からの吸着によ
り基板５に単分子層または数分子層の厚さ付着させる（
第５図（ａ））。この物質としては例えばＣＦ ｓ （
ＣＦ −）ｓ （ＣＨ２）ｔ□ＣＣ０ＯＨの分子（ＩＢ
Ｍの米国特許４，１６９，９０４号）がある。この膜４
を電子ビーム２０または紫外線を照射して所定の箇所を
架橋させた後（第５図（ｂ））、クロロホルムで現象す
ると、表面自由エネルギーの低い薄膜がパターニングさ
れる（第５図（Ｃ））。次に、実施例１に示したような
ＣＶＤ法を用いて無機絶縁膜６を選択成長させる（第５
図（ｄ））。この後、有機物膜４′を酸素プラズマまた
は有機溶剤を用いて除去して、所望の薄膜微細パターン
を得る。
鎖状高分子のうち二重または三重結合をもつ有機物４を
ラングミュアブロジェット法または気相からの吸着によ
り基板５に単分子層または数分子層の厚さ付着させる（
第５図（ａ））。この物質としては例えばＣＦ ｓ （
ＣＦ −）ｓ （ＣＨ２）ｔ□ＣＣ０ＯＨの分子（ＩＢ
Ｍの米国特許４，１６９，９０４号）がある。この膜４
を電子ビーム２０または紫外線を照射して所定の箇所を
架橋させた後（第５図（ｂ））、クロロホルムで現象す
ると、表面自由エネルギーの低い薄膜がパターニングさ
れる（第５図（Ｃ））。次に、実施例１に示したような
ＣＶＤ法を用いて無機絶縁膜６を選択成長させる（第５
図（ｄ））。この後、有機物膜４′を酸素プラズマまた
は有機溶剤を用いて除去して、所望の薄膜微細パターン
を得る。
実施例３
実施例１または２の方法をドライエツチングを用いた薄
膜微細パターン形成に応用した実施例を第６図（ａ）〜
（ｅ）に示す。
膜微細パターン形成に応用した実施例を第６図（ａ）〜
（ｅ）に示す。
半導体基板７上に膜８を堆積し、さらに膜８上に樹脂膜
９を塗布する（第６図（ａ））。膜８はＭ、ＳＬ、Ｓｉ
ｎ、等半導体装置に使用する膜のいずれでもよい。樹脂
膜９としては種々のホトレジストおよびポリイミド等の
、ドライエツチング加工する下地膜８と選択性のある有
機膜が望ましく、膜厚は加工しようとする膜８の厚さに
よるが、５０００人〜１−程度が望ましい。次に、実施
例１または実施例２において用いたフロロアルキル基を
有する膜１０を実施例１．２と同様にして付着させパタ
ーニングを行なう（第６図（ｂ））。このフロロアルキ
ル基を有する膜の厚さは単分子層から１０００Å以下程
度の極めて薄いものでよい１次に、実施例１と同様にし
て無機絶縁膜１１をフロロアルキル基を有する膜１０の
付着していない部分に選択的に堆積させる（第６図（Ｃ
））。次に、上記の無機絶縁膜１１のパターンをマスク
に酸素の反応性イオンエツチングを用いて樹脂膜９を加
工する（第６図（ｄ））、このとき、膜１０も除去され
る。その後。
９を塗布する（第６図（ａ））。膜８はＭ、ＳＬ、Ｓｉ
ｎ、等半導体装置に使用する膜のいずれでもよい。樹脂
膜９としては種々のホトレジストおよびポリイミド等の
、ドライエツチング加工する下地膜８と選択性のある有
機膜が望ましく、膜厚は加工しようとする膜８の厚さに
よるが、５０００人〜１−程度が望ましい。次に、実施
例１または実施例２において用いたフロロアルキル基を
有する膜１０を実施例１．２と同様にして付着させパタ
ーニングを行なう（第６図（ｂ））。このフロロアルキ
ル基を有する膜の厚さは単分子層から１０００Å以下程
度の極めて薄いものでよい１次に、実施例１と同様にし
て無機絶縁膜１１をフロロアルキル基を有する膜１０の
付着していない部分に選択的に堆積させる（第６図（Ｃ
））。次に、上記の無機絶縁膜１１のパターンをマスク
に酸素の反応性イオンエツチングを用いて樹脂膜９を加
工する（第６図（ｄ））、このとき、膜１０も除去され
る。その後。
樹脂膜９をマスクにして膜８を最適のエツチングガスを
用いて反応性イオンエツチングで加工する（第６図（ｅ
））。このとき、膜１１と膜８が同じ材料なら該エツチ
ングにより膜１１は除去されるが、違う材料なら該エツ
チングの前に膜１１を除去する。
用いて反応性イオンエツチングで加工する（第６図（ｅ
））。このとき、膜１１と膜８が同じ材料なら該エツチ
ングにより膜１１は除去されるが、違う材料なら該エツ
チングの前に膜１１を除去する。
この後、樹脂膜９を酸素プラズマまたは有機溶剤を用い
て除去し、所望の薄膜微細パターンを得る。
て除去し、所望の薄膜微細パターンを得る。
実施例４
実施例１または実施例２の方法で基板１２上にフロロア
ルキル基を有する膜のパターン１３を形成した後（第７
図（ａ））、有機金属ガス例えばＭ （ＣＨｓ ） ３
、約１０Ｔｏｒｒの雰囲気で紫外線を照射することによ
りフロロアルキル基を有する膜１３の付着していない部
分にのみ選択的にＡｌｌｌｌ膜製４ＶＤ法により堆積す
る（第７図（ｂ））、この後、膜１３を除去して所望の
金属膜パターンを得る。他の有機金属ガスとして例えば
Ｃｄ （ＣＨ３） ｚ、Ｚｎ（ＣＨｌ）２等を用いてＣ
ｄ、Ｚｎ等他の金属の堆積に応用が可能である。
ルキル基を有する膜のパターン１３を形成した後（第７
図（ａ））、有機金属ガス例えばＭ （ＣＨｓ ） ３
、約１０Ｔｏｒｒの雰囲気で紫外線を照射することによ
りフロロアルキル基を有する膜１３の付着していない部
分にのみ選択的にＡｌｌｌｌ膜製４ＶＤ法により堆積す
る（第７図（ｂ））、この後、膜１３を除去して所望の
金属膜パターンを得る。他の有機金属ガスとして例えば
Ｃｄ （ＣＨ３） ｚ、Ｚｎ（ＣＨｌ）２等を用いてＣ
ｄ、Ｚｎ等他の金属の堆積に応用が可能である。
実施例５
シリコン基板２１上に実施例１または２の方法により選
択的に形成した薄膜（例えば酸化シリコン膜）１５をマ
スクとして通常行なわれている条件でシリコン基板２１
のエツチング（第８図（ａ））、およびイオンインプラ
ンテーション（第８図（ｂ））を行なうことができる。
択的に形成した薄膜（例えば酸化シリコン膜）１５をマ
スクとして通常行なわれている条件でシリコン基板２１
のエツチング（第８図（ａ））、およびイオンインプラ
ンテーション（第８図（ｂ））を行なうことができる。
実施例６
基板２３上にパターニングされた樹脂膜または炭素膜２
４を形成しく第９１８（ａ））、次いで、フッ素を含む
プラズマ中でパターン薄膜２４の表面をフッ化し、表面
自由エネルギーの低い面２５を形成する（第９図（ｂ）
）、次に、実施例１と同様にしてパターン薄膜２４のな
い部分にＣＶＤ法により所定の膜２６を選択成長させる
（第９図（ｃ））、この後、酸素プラズマにより面２５
およびパターン薄膜２４を除去して、所望の薄膜パター
ンを得る（第９図（ｄ））。
４を形成しく第９１８（ａ））、次いで、フッ素を含む
プラズマ中でパターン薄膜２４の表面をフッ化し、表面
自由エネルギーの低い面２５を形成する（第９図（ｂ）
）、次に、実施例１と同様にしてパターン薄膜２４のな
い部分にＣＶＤ法により所定の膜２６を選択成長させる
（第９図（ｃ））、この後、酸素プラズマにより面２５
およびパターン薄膜２４を除去して、所望の薄膜パター
ンを得る（第９図（ｄ））。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、金属および無機
絶縁膜等の種々の薄膜を下地材料の表面自由エネルギー
の差を利用して選択的に成長させることができる。また
、表面自由エネルギーの低い薄膜の厚さは分子層一層で
もよいため、超微細パターンの形成が可能になる。（実
施例１の方法では幅１０００人、実施例２の方法では数
１００人までのパターン形成ができる。）さらに、ドラ
イエツチングを使用しないパターン形成が可能なので（
実施例１．２．４．５）、ドライエツチングのイオン衝
撃による素子の劣化を防ぐことが可能になる利点がある
。
絶縁膜等の種々の薄膜を下地材料の表面自由エネルギー
の差を利用して選択的に成長させることができる。また
、表面自由エネルギーの低い薄膜の厚さは分子層一層で
もよいため、超微細パターンの形成が可能になる。（実
施例１の方法では幅１０００人、実施例２の方法では数
１００人までのパターン形成ができる。）さらに、ドラ
イエツチングを使用しないパターン形成が可能なので（
実施例１．２．４．５）、ドライエツチングのイオン衝
撃による素子の劣化を防ぐことが可能になる利点がある
。
第１図は本発明の詳細な説明するための概略工程断面図
、第２図は選択成長に用いるＣＶＤ装置の一例を示す図
、第３図は薄膜の堆積速度および該薄膜の核形成のガス
流量依存性を示す図、第４図（ａ）〜（ｃ）は本発明の
第１の実施例を示す工程断面図、第５図（ａ）〜（ｄ）
は本発明の第２の実施例を示す工程断面図、第６図（ａ
）〜（ｅ）は本発明の第３の実施例を示す工程断面図、
第７図（ａ）、（ｂ）は本発明の第４の実施例を示す工
程断面図、第８図（ａ）、（ｂ）は本発明の第５の実施
例を示す断面図、第９図（ａ）〜（ｄ）は本発明の第６
の実施例を示す工程断面図である。 １．５．７，１２．２１．２２，２３・・・基板２．２
′・・・パーフロロアルキルアクリレート膜３．１５．
１７・・・酸化シリコン膜 ４．４′・・・ＣＦ３（ＣＦ、）＠（ＣＨ，）、、ＣＧ
ＣＯＯＨの膜 ６．１１・・・無機絶縁膜 ８・・・加工しようとする薄膜 ９・・・樹脂膜 １０、１３・・・パーフロロアルキル基を持つ樹、脂膜
１４・・・Ｍ膜 １６・・・溝 １８・・・不純物を注入した領域 １９，２０・・・電子ビーム ２４・・・樹脂または炭素膜 ２５・・・表面自由エネルギーの低い面２６・・・パタ
ーン形成された薄膜 ２７・・・薄膜の付着していない部分 ２８・・・反応室 ２９・・・試料 ３０．３１．３２・・・流量計 ３３・・・リングパイプ 特許出願人 日本電信電話株式会社 代理人弁理士 中 村 純之助 第１ 図 才２図
、第２図は選択成長に用いるＣＶＤ装置の一例を示す図
、第３図は薄膜の堆積速度および該薄膜の核形成のガス
流量依存性を示す図、第４図（ａ）〜（ｃ）は本発明の
第１の実施例を示す工程断面図、第５図（ａ）〜（ｄ）
は本発明の第２の実施例を示す工程断面図、第６図（ａ
）〜（ｅ）は本発明の第３の実施例を示す工程断面図、
第７図（ａ）、（ｂ）は本発明の第４の実施例を示す工
程断面図、第８図（ａ）、（ｂ）は本発明の第５の実施
例を示す断面図、第９図（ａ）〜（ｄ）は本発明の第６
の実施例を示す工程断面図である。 １．５．７，１２．２１．２２，２３・・・基板２．２
′・・・パーフロロアルキルアクリレート膜３．１５．
１７・・・酸化シリコン膜 ４．４′・・・ＣＦ３（ＣＦ、）＠（ＣＨ，）、、ＣＧ
ＣＯＯＨの膜 ６．１１・・・無機絶縁膜 ８・・・加工しようとする薄膜 ９・・・樹脂膜 １０、１３・・・パーフロロアルキル基を持つ樹、脂膜
１４・・・Ｍ膜 １６・・・溝 １８・・・不純物を注入した領域 １９，２０・・・電子ビーム ２４・・・樹脂または炭素膜 ２５・・・表面自由エネルギーの低い面２６・・・パタ
ーン形成された薄膜 ２７・・・薄膜の付着していない部分 ２８・・・反応室 ２９・・・試料 ３０．３１．３２・・・流量計 ３３・・・リングパイプ 特許出願人 日本電信電話株式会社 代理人弁理士 中 村 純之助 第１ 図 才２図
Claims (8)
- （１）表面自由エネルギーの低い第１の薄膜がパターニ
ングされている基板上に、ＣＶＤ法を用いて上記第１の
薄膜の付着していない部分に選択的に第２の薄膜を成長
させることを特徴とする薄膜微細パターン形成法。 - （２）上記第１の薄膜が、光子線または粒子線の照射に
よって架橋または分解する表面自由エネルギーの低い第
１の樹脂、または感光性樹脂と上記第１の樹脂との混合
樹脂からなり、かつ上記光子線または粒子線により露光
した後現像し、上記パターニングを行なうことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の薄膜微細パターン形成
法。 - （３）上記第１の樹脂が、側鎖にパーフロロアルキルを
有する樹脂であることを特徴とする特許請求の範囲第２
項記載の薄膜微細パターン形成法。 - （４）上記第１の薄膜が、樹脂膜または炭素膜をパター
ニングした後、熱またはプラズマによって表面をフッ化
することによって表面自由エネルギーを低くした膜であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄膜微
細パターン形成法。 - （５）上記第１の薄膜が、一方の端にパーフロロアルキ
ル基、他方の端に親水基を有する鎖状高分子のうち光子
線または粒子線により重合可能な二重または三重結合を
有する有機物を上記基板上に単分子層または数分子層付
着させた膜であり、かつ上記光子線または粒子線により
露光した後現像し、上記パターニングを行なうことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄膜微細パターン
形成法。 - （６）上記パターニングされた第１の薄膜を形成した後
、加水分解する性質を持つ気相金属化合物と水蒸気を上
記ＣＶＤ法により反応させて上記第２の薄膜である無機
絶縁膜を選択的に成長させることを特徴とする特許請求
範囲第１項記載の薄膜微細パターン形成法。 - （７）上記基板上に堆積された微細パターンを形成すべ
き第３の薄膜上に第２の樹脂を塗布し、次に該第２の樹
脂膜上に表面自由エネルギーの低い上記第１の薄膜を形
成し、光子線または粒子線により上記第１の薄膜を露光
し現象してパターニングした後に、上記ＣＶＤ法により
上記第１の薄膜の付着していない部分に選択的に上記第
２の薄膜である無機絶縁膜を堆積し、該無機絶縁膜をマ
スクにして上記第２の樹脂膜をドライエッチング加工し
、さらに該ドライエッチング加工した第２の樹脂膜をマ
スクにして上記第３の薄膜をドライエッチング加工する
ことを特徴とする特許請求範囲第１項記載の薄膜微細パ
ターン形成法。 - （８）上記パターニングされた第１の薄膜を形成した後
、有機金属ガスを用いた上記ＣＶＤ法により上記第２の
薄膜である金属膜を選択的に成長させることを特徴とす
る特許請求範囲第１項記載の薄膜微細パターン形成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60183944A JPH0697653B2 (ja) | 1985-08-23 | 1985-08-23 | 薄膜微細パタ−ン形成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60183944A JPH0697653B2 (ja) | 1985-08-23 | 1985-08-23 | 薄膜微細パタ−ン形成法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6245019A true JPS6245019A (ja) | 1987-02-27 |
| JPH0697653B2 JPH0697653B2 (ja) | 1994-11-30 |
Family
ID=16144539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60183944A Expired - Fee Related JPH0697653B2 (ja) | 1985-08-23 | 1985-08-23 | 薄膜微細パタ−ン形成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0697653B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100696274B1 (ko) * | 2005-04-29 | 2007-03-19 | 김진태 | 침상의 각도조절장치 |
| JP2011091380A (ja) * | 2005-06-03 | 2011-05-06 | Daikin Industries Ltd | パターン基板の製造方法 |
| JP2011091131A (ja) * | 2009-10-21 | 2011-05-06 | Kaneka Corp | 結晶シリコン系太陽電池の製造方法 |
| JP2021520640A (ja) * | 2018-04-19 | 2021-08-19 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｍａｃｈｉｎｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 原子層堆積で使用するための重合性自己組織化単分子層 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57196542A (en) * | 1981-05-28 | 1982-12-02 | Fujitsu Ltd | Semiconductor integrated circuit device and manufacture thereof |
-
1985
- 1985-08-23 JP JP60183944A patent/JPH0697653B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57196542A (en) * | 1981-05-28 | 1982-12-02 | Fujitsu Ltd | Semiconductor integrated circuit device and manufacture thereof |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100696274B1 (ko) * | 2005-04-29 | 2007-03-19 | 김진태 | 침상의 각도조절장치 |
| JP2011091380A (ja) * | 2005-06-03 | 2011-05-06 | Daikin Industries Ltd | パターン基板の製造方法 |
| JP2011091131A (ja) * | 2009-10-21 | 2011-05-06 | Kaneka Corp | 結晶シリコン系太陽電池の製造方法 |
| JP2021520640A (ja) * | 2018-04-19 | 2021-08-19 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｍａｃｈｉｎｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 原子層堆積で使用するための重合性自己組織化単分子層 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0697653B2 (ja) | 1994-11-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |