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JP2748819B2 - Patterning method - Google Patents
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JP2748819B2 - Patterning method - Google Patents

Patterning method

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JP2748819B2
JP2748819B2 JP5134300A JP13430093A JP2748819B2 JP 2748819 B2 JP2748819 B2 JP 2748819B2 JP 5134300 A JP5134300 A JP 5134300A JP 13430093 A JP13430093 A JP 13430093A JP 2748819 B2 JP2748819 B2 JP 2748819B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は各種の材料を使用するC
VDにおいて、レジスト塗布、露光、レジスト剥離など
の工程を省略し、光または電子ビームの利用によって空
間選択性よくパターニングできるCVD方法に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
The present invention relates to a CVD method in which steps such as resist application, exposure, and resist stripping are omitted in VD, and patterning can be performed with good spatial selectivity by using light or an electron beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的な、レジスト工程を用いるパター
ニング方法については、前田和夫氏による著書「最新L
SIプロセス技術」((株)工業調査会)等多くの刊行
物に述べられている。
2. Description of the Related Art A general patterning method using a resist process is described in Kazuo Maeda's book "Latest L.
It is described in many publications such as "SI process technology" (Industry Research Institute Co., Ltd.).

【0003】光を用い、レジスト工程を省略し、直接パ
ターニングする方法については、高橋清氏らの編集によ
る総合報告「光励起プロセスハンドブック」(サイエン
スフォーラム、1987年)を初めとする、多くの報告
例がある。
[0003] There are many reports on the method of directly patterning using light without the resist step, including the comprehensive report "Photoexcitation Process Handbook" (Science Forum, 1987) edited by Kiyoshi Takahashi. is there.

【0004】光によるアルミニウムのパターニング方法
の例としては、エキシマレーザを用いた例が、G.S.
HigasiらによってAppl.Phys.Let
t.56巻(1986年)の1051ページに報告され
ている。
[0004] As an example of a method of patterning aluminum by light, an example using an excimer laser is disclosed in G. Okayama et al. S.
Appl. Phys. Let
t. It is reported on page 1051 of Volume 56 (1986).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】レジスト工程は、パタ
ーニング方法として確立しており、多用されているが、
一つのパターニング工程を行うために、レジスト塗布、
露光、エッチング、レジスト剥離、洗浄と多くの工程を
必要とする点が欠点である。
The resist process has been established as a patterning method and is widely used.
To perform one patterning process, resist coating,
The disadvantage is that many steps such as exposure, etching, resist stripping, and cleaning are required.

【0006】光を用いてレジスト工程を省略し、直接パ
ターニングする方法は、工程短縮に有効な方法である
が、光CVD工程の成膜速度が一般に小さいことが大き
な欠点である。光CVDは、その反応機構から大きく二
つに分類できる。すなわち、光のエネルギーを用いて基
板を局所的に加熱して熱反応により選択的にCVDを行
う方法と、原料ガスまたは基板に吸着した原料を光励起
し光化学反応によりCVDを行う方法の二つである。い
ずれの場合にも、光CVDは、それぞれ以下に示す理由
によって、成膜速度に限界があり、その速度は一般に熱
CVDやプラズマを用いるCVD方法に比べて小さい。
The method of directly patterning by omitting the resist process using light is an effective method for shortening the process. However, a major disadvantage is that the film forming speed in the photo-CVD process is generally low. Optical CVD can be broadly classified into two types according to its reaction mechanism. In other words, there are two methods: a method in which the substrate is locally heated using light energy to selectively perform CVD by a thermal reaction, and a method in which a raw material gas or a raw material adsorbed on the substrate is photoexcited to perform CVD by a photochemical reaction. is there. In any case, the photo-CVD has a limitation in the film forming speed for the following reasons, and the speed is generally lower than that of the thermal CVD or the CVD using plasma.

【0007】基板を局所的に加熱するパターニングCV
D方法においては、熱反応を誘起するに十分な温度にま
で加熱する必要があるため、一般に大きなエネルギーを
必要とし、多くの場合レーザ光を集光して実現してい
る。この方法により、所望のパターンを形成するには、
必然的にレーザ光を空間的に操作する必要があり、一括
にパターンを転写する方法に比べて、その成膜速度は小
さくなる。また一点集光を避け、ある程度ブロック化し
たパターンを一括で転写する方法も考えられるが、基本
的に光のエネルギー(出力)に制約される方法であるた
め、大面積のCVDに用いることは困難である。
A patterning CV for locally heating a substrate
In the D method, since it is necessary to heat to a temperature sufficient to induce a thermal reaction, generally, a large energy is required, and in many cases, the laser beam is condensed and realized. In order to form a desired pattern by this method,
Inevitably, the laser light must be spatially manipulated, and the film forming speed is lower than in the method of transferring the pattern all at once. Although a method of avoiding one-point light condensing and transferring a pattern blocked to some extent at a time is also conceivable, it is basically a method limited by light energy (output), so that it is difficult to use it for large-area CVD. It is.

【0008】また、光化学的な励起を用いるCVD方法
では、反応を引き起こすべき分子に対して直接光子を吸
収させるため、熱反応を用いる場合のような光源のエネ
ルギー(出力)での制限は無いが、この場合には吸収係
数(吸収断面積)がその成膜速度の限界を決める。一般
的に分子の吸収断面積は、大きい場合でも10-18 cm
2 程度であり、成膜する原料のすべてを光化学反応を用
いて形成するためには、結果的に大きなフラックスの光
源を必要とする。
Further, in the CVD method using photochemical excitation, since a photon is directly absorbed by a molecule which should cause a reaction, there is no limitation in energy (output) of a light source as in the case of using a thermal reaction. In this case, the absorption coefficient (absorption cross section) determines the limit of the film formation rate. In general, the absorption cross section of a molecule is 10 -18 cm even if it is large.
Is 2 mm, to form with the photochemical reaction. The materials for forming requires a large flux of light source results in.

【0009】また、光を用いる通常のパターニングCV
D方法には、上記成膜速度の問題以外に、分解能の限界
も大きな問題となる。光CVDの分解能の限界を決定す
る大きな要因は、波長限界に起因する本質的な限界と、
熱の拡散による分解能の低下(熱励起の場合)や、気体
分子の励起によって生ずる周辺堆積の問題(光励起の場
合)などの技術的課題に起因する限界が存在する。
Also, a normal patterning CV using light
In the D method, in addition to the problem of the film forming speed, the limit of the resolution is also a serious problem. The major factors that determine the resolution limit of photo-CVD are the essential limitations due to the wavelength limit,
There are limitations due to technical issues such as a reduction in resolution due to heat diffusion (in the case of thermal excitation) and a problem of peripheral deposition caused by the excitation of gas molecules (in the case of optical excitation).

【0010】一般にレーザCVDでは可視光や紫外光を
用いるために、その本質的分解能限界はサブμmにあ
り、これはLSIの微細度と同程度になっている。一
方、要求の分解能が波長限界内にあり光学的分解能が満
足された場合でも、熱の拡散や周辺堆積の問題が多くの
場合、分解能を低下させる原因として残る。
Generally, in laser CVD, since visible light or ultraviolet light is used, its essential resolution limit is sub-μm, which is almost equal to the fineness of LSI. On the other hand, even if the required resolution is within the wavelength limit and the optical resolution is satisfied, the problem of heat diffusion and peripheral deposition often remains as a cause of lowering the resolution.

【0011】本発明の目的は、このような問題を解決
し、光または電子ビームを用いて、レジスト工程を経ず
に、パターン化されたCVD薄膜を形成する方法を提供
することにある。
An object of the present invention is to solve such a problem and to provide a method for forming a patterned CVD thin film using a light or an electron beam without going through a resist process.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明のパターニング方
は、基板表面上にパターン化された薄膜を形成する方
法において、前記基板表面を水素で終端する工程と、
記水素で終端された表面に光または電子ビームを照射し
て、照射部の水素を除去する工程と、CVD原料に有機
金属を用い、有機金属と、前記照射部の水素を除去され
た表面および前記水素で終端された表面との間に反応性
の差が発現する温度に基板温度を設定して選択CVD法
を用いて前記照射部にのみ金属薄膜を成長させる工程
と、を含むことを特徴とする。
Patterning method of the present invention, in order to solve the problem] is a method for forming a patterned thin film on a substrate surface, a step of terminating the substrate surface with hydrogen, before
By irradiating light or electron beams to the end surface in serial hydrogen, removing the hydrogen irradiation portion, organic a CVD material
Using metal, the organic metal and the hydrogen in the irradiation part are removed.
Between the exposed surface and the hydrogen-terminated surface
And setting a substrate temperature to a temperature at which a difference is exhibited, and using a selective CVD method to grow a metal thin film only on the irradiated portion.

【0013】また、本発明のパターニング方法は、基板
表面上にパターン化された薄膜を形成する方法におい
て、 前記基板表面を水素で終端する工程と、 前記水素で
終端された表面に光または電子ビームを照射して、照射
部の水素を除去する工程と、 CVD原料にジメチルアル
ミニウムハイドライドを用い、CVD時の基板温度を1
00℃から200℃の範囲に設定して選択CVD法を用
いて前記照射部にのみアルミニウムの薄膜を成長させる
工程と、を含むことを特徴とする。
[0013] The patterning method of the present invention can be applied to a substrate.
How to form a patterned thin film on a surface
Te, a step of terminating the substrate surface with hydrogen, with the hydrogen
Irradiate the terminated surface with light or electron beam
Removing part of hydrogen, and adding dimethyl alcohol
Using minium hydride, set the substrate temperature during CVD to 1
Set the temperature in the range of 00 to 200 ° C and use the selective CVD method.
And grow an aluminum thin film only on the irradiated part
And a step.

【0014】[0014]

【作用】本発明の作用上の特徴は、以下の4点に整理で
きる。
The operational features of the present invention can be summarized in the following four points.

【0015】(1)光または電子を用いて、表面の化学
反応性の差を生じさせるパターニング工程と、熱反応を
利用して薄膜を形成する熱CVD工程を分離して行うこ
とにより、光CVD方法の欠点である成膜速度の低さを
解決する。
(1) A photo-CVD process is performed by separately performing a patterning process for producing a difference in surface chemical reactivity using light or electrons and a thermal CVD process for forming a thin film using a thermal reaction. The disadvantage of the method is that the low deposition rate is solved.

【0016】(2)上記方法における前者のパターニン
グ工程を実現する方法として、シリコンの表面を水素に
より終端することによって、まずその表面を不動態化
し、次に、光または電子ビームを利用して所望の箇所の
水素を除去し、化学反応を高める方法を用いる。
(2) As a method for realizing the former patterning step in the above method, the surface of silicon is first passivated by terminating the surface with hydrogen, and then the desired surface is formed using light or an electron beam. Is used to remove the hydrogen at the point (2) to enhance the chemical reaction.

【0017】(3)以上の方法を、アルミニウムの成膜
に応用する際、ジメチルアルミニウムハイドライドとS
i表面および水素終端されたSi表面の間に反応性の差
(選択CVD)が発現する、100°Cから200°C
の間に基板温度を制御する。
(3) When the above method is applied to aluminum film formation, dimethyl aluminum hydride and S
A difference in reactivity (selective CVD) between the i-surface and the hydrogen-terminated Si surface develops from 100 ° C to 200 ° C
During this time, the substrate temperature is controlled.

【0018】(4)上記水素を除去する方法として、波
長に起因する分解能限界が高く、かつ水素の除去効果の
高い短波長の光、または電子ビームを利用する。
(4) As a method for removing hydrogen, short-wavelength light or an electron beam, which has a high resolution limit due to wavelength and has a high hydrogen removing effect, is used.

【0019】まず、本発明では光CVD方法の優れた特
徴である、レジスト工程を用いることなくパターン化さ
れた薄膜を形成できる利点を保持しつつ、その成膜速度
が小さい欠点を克服するために、上記(1)の作用上の
特徴を利用する。つまり、光によるパターニングを、表
面の化学反応性を変化させる工程にのみ限定して使用
し、実際の薄膜は熱CVD工程で形成する。したがっ
て、その成膜速度は熱CVDの速度で決定され、光CV
Dの成膜速度の小ささは解決される。
First, the present invention is intended to overcome the disadvantage that the film forming rate is small while maintaining the advantage of forming a patterned thin film without using a resist step, which is an excellent feature of the photo-CVD method. The operational feature of the above (1) is used. That is, the patterning by light is used only in the step of changing the chemical reactivity of the surface, and the actual thin film is formed by the thermal CVD step. Therefore, the deposition rate is determined by the rate of thermal CVD, and the light CV
The small deposition rate of D is solved.

【0020】次に、表面に化学反応性の差を生じせしめ
る具体的方法として、上記(2)の水素終端とその局所
的除去の方法を用いる。シリコン表面は水素終端によ
り、化学的に不活性化される事実は、T.Takaha
giらによってJ.Appl.Phys.の64巻(1
988年)3516ページに報告されている。その他に
も多くの報告例があり、水素化されたシリコン表面が大
気中での自然酸化を抑制する作用を有することは、既に
事実として確認されている。多くの報告例は、上記のよ
うに酸化反応に対する耐性を利用するものであるが、そ
の機構はシリコン清浄表面と水素化シリコン表面の化学
反応性の差に起因するものであり、酸化反応に限定され
るものではない。本発明の方法では、この化学反応性の
性質を選択CVDに応用する。
Next, as a specific method for causing a difference in chemical reactivity on the surface, the above-mentioned method (2) of hydrogen termination and local removal thereof is used. The fact that the silicon surface is chemically passivated by hydrogen termination is described in Takaha
gi et al. Appl. Phys. 64 volumes (1
988), p. 3516. There are many other reports, and it has already been confirmed as a fact that the hydrogenated silicon surface has a function of suppressing natural oxidation in the atmosphere. Many reports use the resistance to oxidation reactions as described above, but the mechanism is due to the difference in chemical reactivity between the clean silicon surface and the silicon hydride surface, and is limited to oxidation reactions. It is not something to be done. In the method of the present invention, this property of chemical reactivity is applied to selective CVD.

【0021】次に、不動態化された表面の必要とする部
分のみを再活性化する方法として、光または電子による
水素の局所的除去を用いる。短波長の光がこのような性
質を有することは、西山氏等による、応用物理学会学術
講演会(1991年秋)第2分冊の576ページに記載
された講演番号11a−ZF−11の報告に例がある。
この報告例では、シリコン表面を終端する水素が、4n
m以上の波長連続光であるシンクロトロン放射光の照射
によって脱離している事実が、昇温脱離法によって確認
されている。
Next, as a method of reactivating only a required portion of the passivated surface, local removal of hydrogen by light or electrons is used. The fact that short-wavelength light has such properties is exemplified in the report of lecture number 11a-ZF-11 described by Mr. Nishiyama et al. There is.
In this report, hydrogen terminating the silicon surface is 4n
The fact that desorption occurs by irradiation with synchrotron radiation, which is continuous light having a wavelength of m or more, has been confirmed by a temperature-programmed desorption method.

【0022】さらに、以上の方法をアルミニウムの成膜
に応用する際、ジメチルアルミニウムハイドライドと、
Siおよび水素終端Si表面の間に反応性の差(選択C
VD)が発現する、100°Cから200°Cの間に基
板温度を制御する。この温度条件は、発明者らによるC
VD条件の詳細な検討により確認されたものであり、図
2に清浄表面上のCVD速度の温度依存性を、また、図
3に水素終端基板上のCVD速度の温度依存性のデータ
を示す。図から分かるように、清浄Si基盤上では15
0°Cから、一方水素終端基盤上では175°CからC
VDが開始されることが分かる。このCVD開始温度の
差が、水素終端による不動態化処理によるものである。
これ以上の温度では、基板表面の違いに関係なくアルミ
ニウムの成長が開始される。一旦アルミニウムの成長が
開始されると図2の結果に示すように(図2は清浄Si
表面であると同時にCVD開始後はアルミニウムの表面
でのCVD特性も表している)アルミニウムも成長が持
続することを示している。なお、ここで示したCVD特
性の温度依存性は水素終端の完全性等によって多少変化
する。そこで請求の範囲では、少なくとも、本発明の基
本的機構が成立する温度範囲として、図2及び図3の温
度範囲を含む100°Cから200°Cを主張する。
Further, when the above method is applied to aluminum film formation, dimethyl aluminum hydride
Reactivity difference between Si and hydrogen terminated Si surface (selection C
The substrate temperature is controlled between 100 ° C. and 200 ° C. at which VD) appears. This temperature condition is based on C
FIG. 2 shows the temperature dependency of the CVD rate on the clean surface, and FIG. 3 shows the data of the temperature dependency of the CVD rate on the hydrogen-terminated substrate. As can be seen, 15 on the clean Si substrate.
From 0 ° C to 175 ° C on the hydrogen-terminated substrate
It can be seen that VD is started. This difference between the CVD start temperatures is due to the passivation treatment by hydrogen termination.
At a temperature higher than this, aluminum growth starts regardless of the difference in the substrate surface. Once the growth of aluminum is started, as shown in the results of FIG.
Aluminum also shows CVD characteristics on the surface of the aluminum after the start of CVD (at the same time as the surface). Note that the temperature dependence of the CVD characteristics shown here slightly changes depending on the completeness of the hydrogen termination and the like. Therefore, in the claims, at least 100 ° C. to 200 ° C. including the temperature ranges of FIGS. 2 and 3 is claimed as a temperature range in which the basic mechanism of the present invention is established.

【0023】また、光CVD方法の分解能限界を克服す
るための作用としては、上記作用上の特徴の(1)から
(4)の性質全体を用いている。つまり、(4)に記述
する通り、分解能限界の本質的に高い短波長の光または
電子ビームをパターニングに用いるため、波長に起因す
る分解能限界は克服されている。
Further, as an action for overcoming the resolution limit of the photo-CVD method, the entirety of the above-mentioned characteristics (1) to (4) of the action is used. That is, as described in (4), since a short-wavelength light or an electron beam having an essentially high resolution limit is used for patterning, the resolution limit caused by the wavelength is overcome.

【0024】また、(1)から(3)に記述するよう
に、光または電子ビームによるパターニング工程は、表
面の吸着水素を除去する工程であるため、本質的に表面
光化学反応であり、ガス励起による周辺堆積や、熱の拡
散の問題は生じない。
Further, as described in (1) to (3), the patterning step using a light or an electron beam is a step of removing adsorbed hydrogen on the surface, and is essentially a surface photochemical reaction, and gas excitation is performed. Therefore, there is no problem of peripheral deposition and heat diffusion.

【0025】[0025]

【実施例】次に、本発明のパターニング方法の実施例に
ついて、図を参照しながら説明する。
Next, an embodiment of the patterning method of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0026】本実施例では、パターニングして形成する
薄膜の例として、Siデバイスの中で、配線に用いられ
ているアルミニウムを選択的に形成する例について述べ
る。
In this embodiment, an example of selectively forming aluminum used for wiring in a Si device will be described as an example of a thin film formed by patterning.

【0027】図1(a)は、水素終端表面2を有するS
i単結晶基板(100)1にシンクロトロン放射光4を
所望のパターン形状を有するマスク3を通して照射し、
照射部の水素を選択的に脱離させる工程が図示されてい
る。図1(a)において、水素終端した基板を形成する
方法としては、約1.6%に純水で希釈した弗酸で洗浄
する方法を用いている。この処理方法では表面のSi酸
化膜が除去され、なおかつCVD開始直前の段階でも水
素終端が保持され、自然酸化膜の形成が抑制されている
ことは、オージェ電子分光および昇温脱離法によって確
認した。この水素終端基板に対し、図に示すような方法
を用いて、シンクロトロン放射光を照射した。
FIG. 1 (a) shows an S-type semiconductor having a hydrogen-terminated surface 2.
The i-single-crystal substrate (100) 1 is irradiated with synchrotron radiation 4 through a mask 3 having a desired pattern shape,
The step of selectively desorbing hydrogen from the irradiation unit is illustrated. In FIG. 1A, as a method of forming a hydrogen-terminated substrate, a method of cleaning with hydrofluoric acid diluted to about 1.6% with pure water is used. In this processing method, it was confirmed by Auger electron spectroscopy and thermal desorption that the formation of the natural oxide film was suppressed by removing the Si oxide film on the surface and maintaining the hydrogen termination even immediately before the start of CVD. did. The hydrogen-terminated substrate was irradiated with synchrotron radiation using the method shown in the figure.

【0028】図1(b)では、図1(a)の工程で作成
した基板に、ジメチルアルミニウムハイドライドガス5
を選択CVDにより形成されている過程が図示されてい
る。この時、基板の温度を180°Cに制御している。
10分のCVD後、表面にはシンクロトロン放射光の照
射部にのみアルミニウムの膜が形成されていることを確
認した。
In FIG. 1B, a dimethylaluminum hydride gas 5 is applied to the substrate prepared in the step of FIG.
Are formed by selective CVD. At this time, the temperature of the substrate is controlled at 180 ° C.
After 10 minutes of CVD, it was confirmed that an aluminum film was formed only on the surface of the surface irradiated with synchrotron radiation.

【0029】配線形成後のAl膜の電気抵抗を測定した
ところ、バルクのAlに近い抵抗値が得られていること
を確認した。また、配線間のリーク電流を測定したとこ
ろ電気的リークはなく、CVDの選択性は十分良好であ
ることを確認した。
When the electrical resistance of the Al film after the formation of the wiring was measured, it was confirmed that a resistance value close to that of bulk Al was obtained. Further, when the leak current between the wirings was measured, there was no electric leak, and it was confirmed that the selectivity of CVD was sufficiently good.

【0030】なお、ここでは本発明の骨子を記述するた
め、Si(100)の単結晶表面を用いたが、ポリシリ
コン状でも同様にして配線が形成できることを確認し
た。この工程は、ポリシリコン電極へのAl配線の接続
等に応用可能である。
Although a single crystal surface of Si (100) was used here to describe the gist of the present invention, it was confirmed that wiring could be formed in the same manner even in a polysilicon state. This process can be applied to the connection of the Al wiring to the polysilicon electrode and the like.

【0031】また、本実施例においてはシリコン表面を
水素で終端する工程として、希弗酸洗浄法を用いたが、
その他にも弗酸洗浄後純水で煮沸処理する方法や、真空
中で昇温加熱による表面清浄化後に、タングステンフィ
ラメントやプラズマを用いて解離させた原子状の水素を
表面に照射する方法などが知られており、それらのどれ
を用いても本発明の方法が成立することは明らかであ
る。
In this embodiment, dilute hydrofluoric acid cleaning is used as the step of terminating the silicon surface with hydrogen.
Other methods include boiling hydrofluoric acid followed by boiling with pure water, or irradiating the surface with atomic hydrogen that has been dissociated using a tungsten filament or plasma after cleaning the surface by heating and heating in vacuum. It is known, and it is clear that any of them can be used to implement the method of the present invention.

【0032】また、表面の水素脱離する工程として、シ
ンクロトロン放射光を用いる例を示したが、請求の範囲
に記載したように、電子ビームを利用しても同様の効果
が実現できる。この場合では、パターンを形成する方法
として、描画法とブロック露光法があり、どちらの場合
においても本発明の手法が適用できることは明らかであ
る。
Although the example of using synchrotron radiation as the step of desorbing hydrogen from the surface has been described, the same effect can be achieved by using an electron beam as described in the claims. In this case, there are a drawing method and a block exposure method as a method of forming a pattern, and it is clear that the method of the present invention can be applied to both cases.

【0033】また、CVD原料として本実施例ではジメ
チルアルミニウムハイドライドを用いたが、その他にも
ジエチルアルミニウムハイドライドやトリイソブチルア
ルミニウムなど他のアルミニウム原料に対しても、その
CVD温度の条件を原料に合わせて変更するのみで適用
できる。同様にして、アルミニウム以外の膜のCVDに
おいても、水素終端とその局所脱離を用いる本発明の基
本的手法は応用可能である。また、シリコン系の基板材
料に限らず、その他の半導体表面や金属表面でも、水素
終端によって反応性が低下し、かつその水素が光または
電子ビームを用いて除去でき、さらに、水素終端面の反
応性が非水素終端面に比べて低下するような系では本発
明の手法が有効である。
In this embodiment, dimethylaluminum hydride is used as a CVD raw material. However, other aluminum raw materials such as diethyl aluminum hydride and triisobutylaluminum may be used by adjusting the CVD temperature conditions according to the raw material. It can be applied only by changing. Similarly, the basic method of the present invention using hydrogen termination and local desorption thereof can be applied to CVD of a film other than aluminum. In addition, the reactivity is reduced by hydrogen termination on not only silicon-based substrate materials but also other semiconductor surfaces and metal surfaces, and the hydrogen can be removed using light or an electron beam. The method of the present invention is effective in a system in which the property is lower than that of the non-hydrogen-terminated surface.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、各
種の材料を使用するCVDにおいて、レジスト塗布、露
光、レジスト剥離などの工程を省略し、光または電子ビ
ームの利用によって、空間選択性よくパターニングでき
るCVD方法を得ることができる。
As described above, according to the present invention, in CVD using various materials, steps such as resist coating, exposure, and resist stripping are omitted, and the spatial selectivity is improved by utilizing light or an electron beam. A CVD method that can be well patterned can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のパターニング方法を、アルミニウム薄
膜のパターン形成を例にして説明するための図である。
FIG. 1 is a view for explaining a patterning method of the present invention by taking a pattern formation of an aluminum thin film as an example.

【図2】本発明の作用原理を説明するための図であり、
シリコン表面においてジメチルアルミニウムからアルミ
ニウムが堆積する際の、その堆積速度の温度依存性を示
すグラフ図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation principle of the present invention;
FIG. 5 is a graph showing the temperature dependence of the deposition rate when aluminum is deposited from dimethyl aluminum on the silicon surface.

【図3】本発明の作用原理を説明するための図であり、
水素終端シリコン表面においてジメチルアルミニウムか
らアルミニウムが堆積する際の、その堆積速度の温度依
存性を示すグラフ図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation principle of the present invention;
FIG. 5 is a graph showing the temperature dependence of the deposition rate when aluminum is deposited from dimethyl aluminum on the surface of hydrogen-terminated silicon.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 2 水素終端表面 3 マスク 4 光 5 ジメチルアルミニウムハイドライドガス 6 アルミニウム Reference Signs List 1 silicon substrate 2 hydrogen-terminated surface 3 mask 4 light 5 dimethyl aluminum hydride gas 6 aluminum

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】基板表面上にパターン化された薄膜を形成
する方法において、 前記基板表面を水素で終端する工程と、 前記水素で終端された表面に光または電子ビームを照射
して、照射部の水素を除去する工程と、CVD原料に有機金属を用い、有機金属と、前記照射部
の水素を除去された表面および前記水素で終端された表
面との間に反応性の差が発現する温度に基板温度を設定
して 選択CVD法を用いて前記照射部にのみ金属薄膜
成長させる工程と、 を含むことを特徴とするパターニング方法。
1. A method for forming a patterned thin film on a substrate surface, comprising the steps of: terminating the substrate surface with hydrogen; and irradiating the hydrogen-terminated surface with a light or an electron beam. Removing the hydrogen of the above, using an organic metal as a CVD raw material,
Surface with hydrogen removed and a table terminated with hydrogen
Set the substrate temperature to the temperature where the difference in reactivity with the surface appears
Growing a metal thin film only on the irradiated portion using a selective CVD method.
【請求項2】基板表面上にパターン化された薄膜を形成
する方法において、 前記基板表面を水素で終端する工程と、 前記水素で終端された表面に10eV以上のエネルギー
を有する光または電子ビームを照射して、照射部の水素
を除去する工程と、CVD原料に有機金属を用い、有機金属と、前記照射部
の水素を除去された表面および前記水素で終端された表
面との間に反応性の差が発現する温度に基板温度を設定
して 選択CVD法を用いて前記照射部にのみ金属薄膜
成長させる工程と、 を含むことを特徴とするパターニング方法。
2. A method for forming a patterned thin film on a substrate surface, comprising: terminating the substrate surface with hydrogen; and applying a light or electron beam having an energy of 10 eV or more to the hydrogen-terminated surface. Irradiating to remove hydrogen from the irradiated portion; and using an organic metal as a CVD raw material;
Surface with hydrogen removed and a table terminated with hydrogen
Set the substrate temperature to the temperature where the difference in reactivity with the surface appears
Growing a metal thin film only on the irradiated portion using a selective CVD method.
【請求項3】基板表面上にパターン化された薄膜を形成
する方法において、 前記基板表面を水素で終端する工程と、 前記水素で終端された表面に光または電子ビームを照射
して、照射部の水素を除去する工程と、 CVD原料にジメチルアルミニウムハイドライドを用
い、CVD時の基板温度を100℃から200℃の範囲
に設定して選択CVD法を用いて前記照射部にのみアル
ミニウムの薄膜を成長させる工程と、 を含む ことを特徴とするパターニング方法。
3. Forming a patterned thin film on a substrate surface
A method of the step of terminating the substrate surface with hydrogen, a light or an electron beam to the end surface by the hydrogen irradiation
To remove hydrogen from the irradiated area, and use dimethyl aluminum hydride as the CVD material
The substrate temperature during CVD ranges from 100 ° C to 200 ° C
And the selective CVD method is used to apply
Patterning method which comprises the steps of growing a thin film of Miniumu, the.
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