JPH0526329B2 - - Google Patents
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- JPH0526329B2 JPH0526329B2 JP58030516A JP3051683A JPH0526329B2 JP H0526329 B2 JPH0526329 B2 JP H0526329B2 JP 58030516 A JP58030516 A JP 58030516A JP 3051683 A JP3051683 A JP 3051683A JP H0526329 B2 JPH0526329 B2 JP H0526329B2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、基板に対し、所定のパターンに従つ
て光プラズマエツチや光プラズマ酸化等、光プラ
ズマ反応を起こさせることにより、基板上に当該
パターンを形成する方法に関し、特に、そうした
パターンの形成と同時に、ないしは同一の装置系
により、光プラズマ反応によつて傷んだ部分のア
ニールも行なえる方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method of forming a pattern on a substrate by causing a photoplasma reaction such as photoplasma etching or photoplasma oxidation on the substrate according to a predetermined pattern. In particular, the present invention relates to a method in which a portion damaged by a photoplasma reaction can be annealed at the same time as forming such a pattern, or using the same equipment system.
従来から報告されているプラズマエツチにおい
ては、レジストパターンをあらかじめ形成するこ
とによつて保護マスクとし、全面プラズマ反応を
行わせることによつて、パターンエツチを行つて
いる。 In plasma etching that has been reported in the past, a resist pattern is formed in advance to serve as a protective mask, and pattern etching is performed by performing a plasma reaction on the entire surface.
また減圧した酸素の放電(酸素のプラズマ)内
で半導体や金属の表面に酸化膜を成長させるプラ
ズマ酸化は低温で、高速のプロセスとしての特徴
をもつ。放電状態や試料に電圧を印加するか否か
によつて、非陽極プラズマ酸化、高密度プラ
ズマ内での酸化、プラズマ陽極酸化などに大別
されている。いづれの場合も保護マスクを基板上
に付加しない限り、選択的なパターン酸化は不可
能であつたし、また、単なる光プラズマ処理では
なく、光が介在した状況下の光プラズマ反応を利
用する公知手法においても、そうした光プラズマ
反応の結果として傷んだ部分のアニールについて
は全く考えられていないか、少なくとも全く別途
な装置系にて行なう程度の認識しかなかつた。 Plasma oxidation, which grows oxide films on the surfaces of semiconductors and metals in a reduced-pressure oxygen discharge (oxygen plasma), is a low-temperature, high-speed process. Depending on the discharge state and whether a voltage is applied to the sample, it is broadly classified into non-anodic plasma oxidation, oxidation in high-density plasma, plasma anodic oxidation, etc. In either case, selective pattern oxidation is not possible unless a protective mask is added onto the substrate, and in addition, known methods that utilize a photoplasma reaction under light-mediated conditions, rather than a simple photoplasma treatment, In this method, no consideration has been given to the annealing of parts damaged as a result of such photoplasma reactions, or at least there has been only recognition that annealing is performed using a completely separate system of equipment.
本発明は、このような実情に鑑みて成されたも
ので、閉ざされたプラズマ反応室内に収められて
いる基板に対し、所定のパターンに従つて光プラ
ズマ反応を起こさせる場合に、反応室の外部から
すでに所定のパターン情報を持つた光ビームを照
射し、したがつて基板に密着させるか、あるいは
近接させるマスクを不要としながら、なおかつ高
い精度で、当該所定パターンに従つた部分の光プ
ラズマ反応を可能とすると共に、そうした光プラ
ズマ反応により傷んだ基板部分のアニールも同時
に、ないしは同一の装置系により行なえる方法を
開示せんとするものである。 The present invention has been developed in view of the above circumstances, and it is possible to cause a photoplasma reaction in a closed plasma reaction chamber in accordance with a predetermined pattern with respect to a substrate housed in the reaction chamber. A light beam that already has predetermined pattern information is irradiated from the outside, so that the photoplasma reaction of the part that follows the predetermined pattern is achieved with high precision, without the need for a mask that is brought into close contact with or in close proximity to the substrate. The purpose of the present invention is to disclose a method that enables the annealing of the substrate portion damaged by such a photoplasma reaction at the same time or by using the same equipment system.
したがつてまた、このような目的を達成した本
発明の装置は、プラズマエツチのパターン化とそ
のエツチング深さの制御、エツチング面の同時ア
ニール等に有効に利用できるものとなり、プラズ
マ酸化に関して言えば酸化層のパターン化と深さ
の制御、そして酸化中または酸化後における当該
酸化パターン部分のアニールによる膜質の向上等
も可能なものとなる。 Therefore, the apparatus of the present invention that has achieved the above object can be effectively used for patterning plasma etching, controlling the etching depth, simultaneous annealing of the etched surface, etc., and is effective in plasma oxidation. It becomes possible to pattern the oxide layer, control its depth, and improve film quality by annealing the oxidized pattern portion during or after oxidation.
本発明の有効性を示すために以下に各実施例に
つき詳記する。 In order to demonstrate the effectiveness of the present invention, each example will be described in detail below.
第1図は本発明の実施に用いる一装置列を示し
ていて、複数の光ビームにパターン情報を与え、
投影光学系を介して、プラズマガス雰囲気中にあ
る基板上にレーザまたは光ビームパターンを投影
することにより反応室内の基板部において光とプ
ラズマとが基板物質に作用することによつて生ず
る物質の変化をパターン化した状態で形成し得る
装置である。 FIG. 1 shows one array of equipment used in the practice of the invention, which provides pattern information to a plurality of light beams;
A change in the substance that occurs when light and plasma act on the substrate material in the substrate area in the reaction chamber by projecting a laser or light beam pattern onto the substrate in a plasma gas atmosphere through a projection optical system. This is a device that can form a patterned state.
第1図において、1A,1B,1Cはそれぞれ
一定の波長域を有する光源である。 In FIG. 1, 1A, 1B, and 1C are light sources each having a certain wavelength range.
光源1A,1Bとしてはたとえば大口径ArFエ
キシマレーザ(λ≒2000Å)またはArレーザ
(λ=4880Å)を用いる。 As the light sources 1A and 1B, for example, a large diameter ArF excimer laser (λ≈2000 Å) or an Ar laser (λ=4880 Å) is used.
光源1Cとしては局部的加熱用光源として、大
口径ルビーレーザ(λ=6900Å)または大口径
Nd−YAGレーザ(λ=6300Å、またはλ=
1.06μ)を用いる。光源1A,1Bはレーザを用
いないので、短波長域の光源でもよい。その選択
の基準は、プラズマと光が基板と相互作用を起し
て、物質の変化を起させる度合によつて決められ
るべきである。 As the light source 1C, a large diameter ruby laser (λ = 6900 Å) or a large diameter ruby laser is used as a light source for local heating.
Nd-YAG laser (λ=6300Å, or λ=
1.06μ) is used. Since the light sources 1A and 1B do not use lasers, they may be light sources in a short wavelength range. The selection criteria should be determined by the degree to which the plasma and light interact with the substrate and cause material changes.
考慮すべき要素としては、プラズマ中のイオン
種の光励起による活性化、基板のレーザ光による
局部的加熱、基板の局所的レーザアニール効果と
それらの相乗効果である。 Factors to be considered include activation of ion species in the plasma by optical excitation, local heating of the substrate by laser light, local laser annealing effect of the substrate, and their synergistic effect.
次に2A,2B,2Cはレーザ光源のもつコヒ
ーレンシイを除去するデイフユーザである。 Next, 2A, 2B, and 2C are diffusers that remove the coherency of the laser light source.
光フアイバ束からなるデイフユーザを使用する
場合は、各フアイバの位置を調整することによつ
て、照射密度の均一化もはかることができる。 When using a diffuser consisting of a bundle of optical fibers, the irradiation density can be made uniform by adjusting the position of each fiber.
デイフユーザ2A,2B,2Cの後にコリメー
タ光学系3A,3B,3Cを置く。3A,3B,
3Cの後にそれぞれの光源からの光を開閉する高
速シヤツタ20A,20B,20Cを置く。場合
によつては、シヤツタの前に光源からの光量を調
整する目的でニユートラルデンシテイーフイルタ
19A,19B,19Cを置く。 Collimator optical systems 3A, 3B, and 3C are placed after the differential users 2A, 2B, and 2C. 3A, 3B,
After 3C, high-speed shutters 20A, 20B, and 20C are placed to open and close the light from the respective light sources. In some cases, neutral density filters 19A, 19B, and 19C are placed in front of the shutter for the purpose of adjusting the amount of light from the light source.
シヤツタの後には光源1A,1B,1Cの照射
面積を規定するスリツト5A,5B,5Cを配
し、スリツト5Aの後には光源1Aに固有に与え
られたマスク6Aをおく。同様に、スリツト5
B,5Cの後にも、対応する光源1B光源1Cに
も固別なものとして与えられたマスク6B,6C
を置く。マスク6A,6B,6Cは光の光量が弱
い場合は、通常のマスク構造で良く、石英板上に
Crあるいは高融点金属膜を付着した後、フオト
エツチングなどでマスクパターンを形成したもの
でよい。しかし光源が強出力のレーザの場合は金
属膜は破壊されるおそれがあるので、その場合に
はレーザ光を吸収しない誘電体多層膜からなるパ
ターンを使用すればよい。マスクの次には、方向
変換用ミラー4A,4Bを置く。 After the shutter, slits 5A, 5B, and 5C are arranged to define the irradiation area of the light sources 1A, 1B, and 1C, and after the slit 5A, a mask 6A unique to the light source 1A is arranged. Similarly, slit 5
After B and 5C, masks 6B and 6C are also given as unique items to the corresponding light sources 1B and 1C.
put For masks 6A, 6B, and 6C, if the amount of light is weak, a normal mask structure may be used, and they are placed on a quartz plate.
A mask pattern may be formed by photo-etching after depositing Cr or a high melting point metal film. However, if the light source is a high-output laser, there is a risk that the metal film will be destroyed, so in that case, a pattern made of a dielectric multilayer film that does not absorb laser light may be used. Direction changing mirrors 4A and 4B are placed next to the mask.
このミラー4A,4Bは、誘電体多層膜を上下
部にもつ。例えば、4Aのミラーは、上部より1
C光源の光を透過させると同時に1A光源の横方
向からの光を直角に反射させて、これにより1A
光源と1B光源の光の混合を行う。4Bを出た光
ビームはミラー系からなる反射投影光学系に入
る。 The mirrors 4A and 4B have dielectric multilayer films on the upper and lower sides. For example, a 4A mirror is 1 from the top.
By transmitting the light from the C light source and at the same time reflecting the light from the side of the 1A light source at right angles, this results in a 1A
Mixes the light from the light source and the 1B light source. The light beam exiting from 4B enters a reflective projection optical system consisting of a mirror system.
反射投影光学系30は色収差がなく、波長を短
くしても解像力を上げることができる。また屈折
光学系に比べると焦点深度が深く採れる特徴があ
る。従つて、光源1A〜1Cの波長が互いに異つ
ていても、パターン転写の精度は良好に保たれ
る。反射投影光学系は円弧状にしか結像性能の良
い部分がなく、面転写をするには、マスクとウエ
ーハを同時に光学系に対し、移動する必要があ
る。 The catoptric projection optical system 30 has no chromatic aberration and can improve resolution even if the wavelength is shortened. Also, compared to refractive optical systems, it has the advantage of being able to achieve a deeper depth of focus. Therefore, even if the wavelengths of the light sources 1A to 1C are different from each other, the accuracy of pattern transfer is maintained well. A catoptric projection optical system has only an arcuate portion with good imaging performance, and in order to perform surface transfer, it is necessary to simultaneously move the mask and the wafer with respect to the optical system.
図示の光学系は台形ミラー8と一対の凹面鏡
9、凸面鏡10により、マスク像を基板上に等倍
転写する。基板13はプラズマ等に侵されないよ
うに内部構造がつくられている反応室11の中に
ある。反応室11の一部には、石英ガラスからな
る窓12があり、この窓を通してパターンが投影
される。ウエハー基板13の下にはウエハー支持
台14があり、ウエハー支持台14は位置合わせ
機構15に保持されている。 The illustrated optical system uses a trapezoidal mirror 8 and a pair of concave mirrors 9 and convex mirrors 10 to transfer a mask image onto a substrate at the same magnification. The substrate 13 is located inside the reaction chamber 11 whose internal structure is designed to prevent it from being attacked by plasma or the like. A part of the reaction chamber 11 has a window 12 made of quartz glass through which the pattern is projected. There is a wafer support stand 14 below the wafer substrate 13, and the wafer support stand 14 is held by an alignment mechanism 15.
この位置合わせ機構15にはθ方向の回転も可
能なものがよい。このような位置合わせ機構15
によつてウエハーとマスクの位置合わせを可能に
する。これらはさらに移動台16の上に載つてお
り、この移動台は既存の高精度のマスクとウエハ
ーの同時等速移動機構、又はステツプバイステツ
プ移動機構17によつて制御される。この反応室
をあらかじめ高真空にする場合は、バルブ27に
より排気する。石英窓12の歪を予防する為に
は、外側も排気することが有効である。この反応
室には場合によつてバルブ18から異なる種類の
ガスを夫々、バルブ21,22を通じて導入する
ことができる。 It is preferable that this positioning mechanism 15 is capable of rotation in the θ direction. Such a positioning mechanism 15
This enables alignment of the wafer and mask. These are further placed on a moving table 16, which is controlled by an existing high-precision mask and wafer simultaneous constant-velocity moving mechanism or a step-by-step moving mechanism 17. If this reaction chamber is to be made into a high vacuum in advance, it is evacuated using the valve 27. In order to prevent distortion of the quartz window 12, it is effective to exhaust the outside as well. Different types of gases can be introduced into this reaction chamber from valve 18 through valves 21 and 22, respectively, depending on the case.
一方、プラズマは輸送管23を通して導入する
ことができる。輸送管の前にはマグネトロン発振
によつて発生された2.45GHzのマイクロ波が導波
管24aに導入され、導波管の一部に石英管反応
部25が挿入されている。導波管の終端は整合器
24bによつてインピーダンス整合が採られてい
る。石英管の中に導入管26を通してCF4+O2ガ
スを0.1Torr程度で導入する。この程度の圧力で
導入すると、発生したプラズマは電力の増大に対
してもほとんど広がらず安定な状態となり、ガス
の流量の変化に対しても整合条件はくずれない。 On the other hand, plasma can be introduced through the transport pipe 23. In front of the transport tube, a 2.45 GHz microwave generated by magnetron oscillation is introduced into a waveguide 24a, and a quartz tube reaction section 25 is inserted into a part of the waveguide. Impedance matching is performed at the end of the waveguide by a matching box 24b. CF 4 +O 2 gas is introduced into the quartz tube through the introduction pipe 26 at about 0.1 Torr. When introduced at this level of pressure, the generated plasma hardly spreads even when the electric power increases and becomes stable, and the matching condition does not collapse even when the gas flow rate changes.
プラズマの輸送管部23はテフロンコートにし
ておけば放電部で生じ活性種は約1m離れた反応
室においてもあまり減衰することなしに反応室1
1に導入される。このような2.45GHzのマイクロ
波励起のプラズマエツチ法については従来から報
告されている。この方法によれば多結晶シリコ
ン、Si3N4、SiO2、Nb、W、Mo、フオトレジス
ト等の各種薄膜がエツチングされる。 If the plasma transport pipe section 23 is coated with Teflon, the active species generated in the discharge section will not be much attenuated even in the reaction chamber approximately 1 m away, and will be transferred to the reaction chamber 1.
1 will be introduced. Such a plasma etch method using microwave excitation at 2.45 GHz has been previously reported. According to this method, various thin films such as polycrystalline silicon, Si 3 N 4 , SiO 2 , Nb, W, Mo, and photoresist can be etched.
その条件はCF4の圧力=0.12Torr程度でPr=
PO2/PCF4が0〜4程度まででエツチングが可能
である。このプラズマエツチング法の利点は反応
室11において放電用の電極を必要としないこと
である。したがつて窓12とウエハーの間には介
在物がなく、光学系からパターンを投影すること
ができる。これらの投影された光のパターンは投
影露光装置と同様の原理によつて1ミクロンの精
度をもつレーザ光による光の濃淡を投影する。し
かもこの光はエキシマーレーザ(λ≒2000Å)や
大口径ルービーレーザ(λ=6900Å)やNd−
YAGレーザ(λ=1.06μ)等を混合して投影する
ことができる。反応室内のプラズマは、これらの
光との相互作用でウエハーに物質の変化をおこさ
せる。 The conditions are CF 4 pressure = about 0.12Torr and Pr =
Etching is possible when PO 2 /P CF4 is about 0 to 4. The advantage of this plasma etching method is that no discharge electrode is required in the reaction chamber 11. Therefore, there are no inclusions between the window 12 and the wafer, and a pattern can be projected from the optical system. These projected light patterns project light shading by laser light with an accuracy of 1 micron based on the same principle as that of a projection exposure apparatus. Moreover, this light can be used by excimer lasers (λ≒2000Å), large-diameter ruby lasers (λ=6900Å), Nd-
Projection can be performed by mixing a YAG laser (λ=1.06μ), etc. The plasma in the reaction chamber interacts with these lights to cause material changes in the wafer.
先にのべたようにCF4+O2のガスは各種の物質
をエツチングすることができるが、本発明の装置
を用いれば光のあつたところはプラズマ光化学反
応又は基板の加熱効果によつて反応が促進され深
くエツチングされる。又プラズマガス圧等のプラ
ズマ形成条件を、その光をあてない時には、ほと
んど反応が起きない程度にしておき、レーザパタ
ーンが照射されると反応が促進されて、そこだけ
エツチングがおきることも期待されている。つま
りこのような条件を見つけることにより、レジス
トレスのパターン形成エツチングとなる。しかも
エツチされたウエハーの凹凸面はレーザ光によつ
てアニールされるので損傷を少なくすることもで
きる。結局、第2図に本発明によるパターンエツ
チの特徴を示すと次のようになる。光量を矢印の
長さで表すと、第2図Aにおいて部分Aと部分B
にそれぞれ異なる量a,bの光がマスク6Aと6
Bによつて投影される。光源1Cには6000Å〜
1μm程度の長波長のレーザを局部加熱用として
使うので、これはマスク6A,6Bのパターンに
共通に与えられるものとする。したがつて部分A
では、エツチング反応が大量に進み基板にまで到
達することができる。一方、部分Bは光の量bが
少いので途中で終つていることになる。このよう
に同一素工程において深さのちがうエツチングを
レジストのような保護マスクを使わないでできる
ことは本発明の方法の著しい有利な点である。 As mentioned earlier, CF 4 + O 2 gas can etch various substances, but if the device of the present invention is used, the reaction will occur in the area where the light hits due to the plasma photochemical reaction or the heating effect of the substrate. Promoted and deeply etched. It is also expected that the plasma formation conditions, such as plasma gas pressure, are set to such a level that almost no reaction occurs when the laser pattern is not irradiated, and that when the laser pattern is irradiated, the reaction is accelerated and etching occurs only there. ing. In other words, by finding such conditions, resistless pattern formation etching can be achieved. Moreover, since the uneven surface of the etched wafer is annealed by the laser beam, damage can be reduced. Finally, the characteristics of the pattern etching according to the present invention are shown in FIG. 2 as follows. If the amount of light is expressed by the length of the arrow, in Figure 2 A, part A and part B
Different amounts of light a and b are applied to masks 6A and 6, respectively.
Projected by B. 6000Å~ for light source 1C
Since a laser with a long wavelength of about 1 μm is used for local heating, it is assumed that this laser is applied commonly to the patterns of the masks 6A and 6B. Therefore part A
In this case, the etching reaction proceeds in large quantities and can reach the substrate. On the other hand, since the amount of light b in part B is small, the part B ends halfway. It is a significant advantage of the method of the present invention that etching at different depths can be performed in the same elementary step without using a protective mask such as a resist.
第2図Bには導入ガスとして、O2またはN2を
もちいて、プラズマ活性化された酸素または窒素
によるプラズマ酸化または窒化の例が示されてい
る。 FIG. 2B shows an example of plasma oxidation or nitridation using plasma-activated oxygen or nitrogen using O 2 or N 2 as the introduced gas.
上記では、反射光学系について1対1の等倍の
転写方式についてのべた。この場合は波長が異つ
ていても色収差を少なくすることができることが
特徴であつた。 In the above, a one-to-one equal-magnification transfer method has been described for the reflective optical system. A feature of this case is that chromatic aberration can be reduced even if the wavelengths are different.
第1図に示した本発明のパターン投影装置にお
いて、光源が1A,1B,1Cと三つあるのは複
雑な調整機能を発揮できる点で、高性能な構成で
ある。 The pattern projection apparatus of the present invention shown in FIG. 1 has three light sources 1A, 1B, and 1C, which is a high-performance configuration in that it can perform complex adjustment functions.
しかし、レーザパターン投影光学系をより簡単
化して構成し、装置の製造コストをさげることも
重要で、たとえば一光源一光路ですますことも可
能である。 However, it is also important to simplify the configuration of the laser pattern projection optical system and reduce the manufacturing cost of the device, for example, it is possible to use only one light source and one optical path.
かりに1A,1Bをエキマレーザのような短波
長光源、1Cをルビーレーザ、Nd:YAGレーザ
のような長波長光源だとすると次のように光源を
へらすことも可能である。 If 1A and 1B are short wavelength light sources such as excimer lasers, and 1C is long wavelength light sources such as ruby lasers or Nd:YAG lasers, it is also possible to reduce the light sources as follows.
(1) 1A,1B,1Cのいづれか一つの光源のみ
とする。(1) Use only one light source: 1A, 1B, or 1C.
エキミマレーザのみの場合は基板表面から浅
い領域のみの局所加熱によるアニール効果と
DeepUV領域のレーザ光と反応性プラズマとの
相互作用によるプラズマエツチの促進などにパ
ターン形成を加味することができる。また長波
長レーザのみの場合は表面から深い領域へ達す
る局所加熱のアニール効果とプラズマとの相互
作用などによる物質の変化にパターン形成作用
を加味させることができる。 In the case of only an excimer laser, there is an annealing effect due to local heating only in a shallow region from the substrate surface.
Pattern formation can be added to the promotion of plasma etch due to the interaction between laser light in the Deep UV region and reactive plasma. In addition, in the case of using only a long wavelength laser, a pattern forming effect can be added to the annealing effect of local heating reaching a deep region from the surface and changes in the material due to interaction with plasma.
(2) (1A,1C)、(1A,1B)のような二光
源の場合
これらは上記(1)と第1図の場合の中間の場合
であつて、その作用効果は以上の例から容易に
類推できる。(2) In the case of two light sources such as (1A, 1C) and (1A, 1B) These are intermediate cases between (1) above and the case in Figure 1, and their effects can be easily understood from the above examples. It can be analogized to
一方、屈折光学系(レンズ系)を用いた場合
は、例えば第3図に示すように、光源1A、光源
1Bの波長が異なると色収差が大きくなる。した
がつて両光源の波長は同一領域であることが望ま
しい。第3図示のようなレンズ系28の転写の場
合には縮小投影露光装置の原理と同様に縮小パタ
ーンが転写できる。したがつてこの場合はマスク
6A,6Bはウエハー13と連動する必要はな
く、移動台16を移動機構17Bでステツプアン
ドリピートすることによつて全ウエハー領域をカ
バーできる。 On the other hand, when a refractive optical system (lens system) is used, chromatic aberration increases if the wavelengths of the light sources 1A and 1B are different, as shown in FIG. 3, for example. Therefore, it is desirable that the wavelengths of both light sources are in the same region. In the case of transfer using the lens system 28 as shown in FIG. 3, a reduced pattern can be transferred in the same manner as the principle of a reduction projection exposure apparatus. Therefore, in this case, the masks 6A and 6B do not need to be interlocked with the wafer 13, and the entire wafer area can be covered by step-and-repeat movement of the moving stage 16 using the moving mechanism 17B.
この場合も一光源、一光路に光学系を簡単化す
ることは可能である。一光路系にした場合は第2
図aに示したような異るる深さのエツチ孔を同時
に形成するや場所によつて物質ががことなる基板
部位(たとえばSiの部分、SiO2の部分)にこと
なる光強度を照射することが困難になる。 In this case as well, it is possible to simplify the optical system to one light source and one optical path. If a single optical path system is used, the second
When etching holes of different depths are simultaneously formed as shown in Figure a, different light intensities are irradiated to parts of the substrate with different materials depending on the location (for example, Si parts and SiO 2 parts). becomes difficult.
以上のべた実施例のプラズマ反応が生起される
反応室においては、プラズマ発生のためのマイク
ロ波用電極や直流バイアス電極は必要としていな
い。これは2.45GHzのマイクロ波励起によつてプ
ラズマ中に長寿命ラジカルを生成できたからであ
る。 In the reaction chamber in which the plasma reaction of the above-mentioned embodiments occurs, no microwave electrode or DC bias electrode is required for plasma generation. This is because long-lived radicals were generated in the plasma by 2.45GHz microwave excitation.
13.56Mz等の高周波によるプラズマ励起では、
プラズマ発生のための電極は反応室内に通常組み
込まれる。この場合も接地電位にある反応室外壁
の一部に石英窓をとりつけて、レーザパターン投
影を行うことは設計条件を適選すれば、困難では
ない。 In plasma excitation by high frequency such as 13.56Mz,
Electrodes for plasma generation are usually incorporated within the reaction chamber. In this case as well, it is not difficult to attach a quartz window to a part of the outer wall of the reaction chamber at ground potential and perform laser pattern projection if design conditions are selected appropriately.
以上述べたように、本発明を利用すれば、プラ
ズマエツチング、プラズマ酸化などのパターニン
グはすべて、レジストレス低温プロセスとするこ
とができる。 As described above, by utilizing the present invention, patterning such as plasma etching and plasma oxidation can all be performed using resistless low temperature processes.
またプラズマエツチ、反応性イオンエツチ
(RIE)の場合は通常基板側に高周波電解が印加
されている。 Furthermore, in the case of plasma etching and reactive ion etching (RIE), high frequency electrolysis is usually applied to the substrate side.
一方プラズマデポジシヨン、アモルフアスSi:
Hのデポジシヨンなどの場合は基板は接地電位
で、反応室内の空間中に設置されたフローテイン
グ電極に高周波電界のための電極が設置されてい
る。 On the other hand, plasma deposition, amorphous Si:
In the case of H deposition, etc., the substrate is at ground potential, and an electrode for a high frequency electric field is installed on a floating electrode installed in the space within the reaction chamber.
したがつて、RIEとプラズマデポジシヨンでは
反応機構および装置構成がちがつてくる。 Therefore, the reaction mechanism and equipment configuration are different between RIE and plasma deposition.
しかし、いづれの場合も反応室の外壁の一部を
接地電位にして、石英板窓を配置することは可能
であり、本発明の光ビームによるパターン投影は
可能である。 However, in any case, it is possible to place a quartz plate window with a part of the outer wall of the reaction chamber at ground potential, and pattern projection using the light beam of the present invention is possible.
したがつて、本発明の方法は適選された設計条
件のもとで、プラズマデポジシヨンへも適用可能
である。 Therefore, the method of the present invention is also applicable to plasma deposition under appropriately selected design conditions.
ともかくも、本発明は独立に選択できる単数ま
たは複数の光ビームにより、同一時点で、単数ま
たは複数のプラズマが介在した効果として基板上
の複数の物質の変化を起すことができ、かつ、そ
うした光プラズマ反応の効果としての各種物質の
変化によつて生じた当該変化部分の傷みについて
も、同時に、ないしは同一の装置系にてアニール
処理することができるため、各種電子デバイス、
集積回路等の製造の能率向上、性能向上に寄与す
ることができる。 In any case, the present invention is capable of causing changes in multiple materials on a substrate at the same time by means of independently selectable light beam(s), and as a result of plasma-mediated effects of such light beam(s). Damage to the changed parts caused by changes in various substances as a result of plasma reactions can be annealed at the same time or in the same system, so various electronic devices,
It can contribute to improving the efficiency and performance of integrated circuits and the like.
第1図は本発明方法の実施に用いる装置の第一
例の概略構成図、第2図は本発明により形成され
るパターンの説明図、第3図は本発明方法の実施
に用いる装置の第二例の概略構成図、である。
図中、1A,1B,1Cは光源、6A,6B,
6Cはマスク、11は反応室、12は窓、13は
試料乃至基板、23はプラズマ輸送管、24aは
導波管、25は反応部、28はレンズ系、30は
投影光学系である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first example of an apparatus used for implementing the method of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of a pattern formed by the present invention, and FIG. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of two examples. In the figure, 1A, 1B, 1C are light sources, 6A, 6B,
6C is a mask, 11 is a reaction chamber, 12 is a window, 13 is a sample or substrate, 23 is a plasma transport tube, 24a is a waveguide, 25 is a reaction section, 28 is a lens system, and 30 is a projection optical system.
Claims (1)
途中にマスクを挿入することにより、該光ビーム
に該マスクの有するパターン情報を直接に与え; かつ、該パターン情報を持つ光ビームを基板に
対し、投影光学系を介して投影可能とすると共
に; 該基板は、プラズマを含む反応室内に収め、該
基板に対する上記投影光学系からの上記光ビーム
の投影は、該反応室に設けられ、該光ビームに対
して透明な窓を介して行なわれるようにする一方
で; 該光ビームは、上記反応室内において上記プラ
ズマの存在の下、光プラズマ反応により、上記パ
ターンに従つた基板部分に選択的に光プラズマ反
応を起こすビームであると同時に、該パターンに
従つた部分をアニールし得る光強度を持つ光ビー
ムでもあること; を特徴とするプラズマを用いたパターン形成法。 2 それぞれ所望の波長帯域を持つ複数本の光ビ
ームの各々の光路途中にそれぞれマスクを挿入す
ることにより、該各々の光ビームに該それぞれの
マスクの有するパターン情報を直接に与え; 該それぞれのパターン情報を持つ上記複数の光
ビームを一本の光路に混合した後; 該混合された上記複数の光ビームを基板に対
し、投影光学系を介して投影可能とすると共に; 該基板は、プラズマを含む反応室内に収め、該
基板に対する上記投影光学系からの上記混合され
た複数の光ビームの投影は、該反応室に設けら
れ、該複数の光ビームの全てに対して透明な窓を
介して行なわれるようにする一方で; 該複数の光ビームは、少なくともその一本が、
上記与えられた上記パターン情報に従つた基板部
分をアニールし得る強度を持ち、他の光ビーム
は、上記反応室内において上記プラズマの存在の
下、光プラズマ反応により、該基板の上記パター
ンに従つた基板部分に選択的に光プラズマ反応を
起こす光ビームであること; を特徴とするプラズマを用いたパターン形成法。[Claims] 1. By inserting a mask in the optical path of a single light beam having a desired wavelength band, pattern information possessed by the mask is directly given to the light beam; The light beam having the above projection optical system can be projected onto the substrate through the projection optical system; and the substrate is housed in a reaction chamber containing plasma, and the projection of the light beam from the projection optical system onto the substrate wherein the light beam is caused to follow the pattern by a photoplasma reaction in the presence of the plasma in the reaction chamber; 1. A pattern forming method using plasma, characterized in that the beam is a beam that selectively causes a photoplasma reaction in a portion of a substrate that has a pattern, and at the same time is a light beam that has a light intensity that can anneal a portion that follows the pattern. 2. By inserting a mask in the optical path of each of a plurality of light beams each having a desired wavelength band, pattern information held by each mask is directly given to each light beam; After the plurality of light beams having information are mixed into one optical path; the mixed plurality of light beams can be projected onto a substrate via a projection optical system; and the substrate is provided with plasma. The plurality of mixed light beams are projected from the projection optical system onto the substrate through a window provided in the reaction chamber and transparent to all of the plurality of light beams. while at least one of the plurality of light beams is
The other light beam has an intensity sufficient to anneal a portion of the substrate according to the given pattern information, and another light beam is applied to the substrate according to the pattern by a photoplasma reaction in the presence of the plasma in the reaction chamber. A pattern forming method using plasma, characterized in that the light beam selectively causes a photoplasma reaction in a substrate portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3051683A JPS59155935A (en) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | Forming method of pattern by using plasma |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3051683A JPS59155935A (en) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | Forming method of pattern by using plasma |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59155935A JPS59155935A (en) | 1984-09-05 |
| JPH0526329B2 true JPH0526329B2 (en) | 1993-04-15 |
Family
ID=12305969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3051683A Granted JPS59155935A (en) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | Forming method of pattern by using plasma |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59155935A (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6298731A (en) * | 1985-10-25 | 1987-05-08 | Hitachi Ltd | Surface treatment method and device |
| JPS61174639A (en) * | 1985-01-28 | 1986-08-06 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Method of photo etching |
| JP2639158B2 (en) * | 1989-08-02 | 1997-08-06 | 日本電気株式会社 | Etching method and etching apparatus |
| FR3002687B1 (en) * | 2013-02-26 | 2015-03-06 | Soitec Silicon On Insulator | PROCESS FOR TREATING A STRUCTURE |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50130370A (en) * | 1974-04-01 | 1975-10-15 | ||
| JPS55113329A (en) * | 1979-02-23 | 1980-09-01 | Chiyou Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai | Light dry etching |
| JPS57181119A (en) * | 1981-05-01 | 1982-11-08 | Agency Of Ind Science & Technol | Forming method for pattern |
-
1983
- 1983-02-25 JP JP3051683A patent/JPS59155935A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59155935A (en) | 1984-09-05 |
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