JP2620176B2 - 半導体部品の電子ビ−ム小径穴加工方法 - Google Patents
半導体部品の電子ビ−ム小径穴加工方法Info
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- JP2620176B2 JP2620176B2 JP4272051A JP27205192A JP2620176B2 JP 2620176 B2 JP2620176 B2 JP 2620176B2 JP 4272051 A JP4272051 A JP 4272051A JP 27205192 A JP27205192 A JP 27205192A JP 2620176 B2 JP2620176 B2 JP 2620176B2
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- electric field
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体部品の電子ビー
ムにより小径穴を高精度に加工する方法である。
ムにより小径穴を高精度に加工する方法である。
【０００２】
【従来の技術】被加工物を真空中において、電界より発
生した電子ビームを一定磁界により集束して加工する方
法が知られている。
生した電子ビームを一定磁界により集束して加工する方
法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の電子ビーム加工
方法では、一定電磁界により集束しているため、ビーム
点周辺の冷却が少ないため、ビーム中心部と周辺の温度
差は少ない。そこで蒸発はゆっくり進み、溶解プールが
大きく広がり、図３に示すテーパー角θが大きくなる傾
向があり、又、蒸気によって生じた空洞泡が生じて残る
など、高精度加工がきわめて難しい。
方法では、一定電磁界により集束しているため、ビーム
点周辺の冷却が少ないため、ビーム中心部と周辺の温度
差は少ない。そこで蒸発はゆっくり進み、溶解プールが
大きく広がり、図３に示すテーパー角θが大きくなる傾
向があり、又、蒸気によって生じた空洞泡が生じて残る
など、高精度加工がきわめて難しい。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、真空中電界に
より発生した電子ビームに加速電圧を印加し偏向用電極
により集束して電子ビーム加工する方法において、加速
用電界又は偏向用電界の一方もしくは両方をパルス電界
としたことを特徴とする電子ビーム小径穴加工方法であ
る。
より発生した電子ビームに加速電圧を印加し偏向用電極
により集束して電子ビーム加工する方法において、加速
用電界又は偏向用電界の一方もしくは両方をパルス電界
としたことを特徴とする電子ビーム小径穴加工方法であ
る。
【０００５】本発明においては加速用電界又は／および
偏向用電界をパルス電界としたために、ビーム中心部は
蒸発温度をはるかに超える強いパワー密度照射となり、
空洞泡の圧力は溶融層の表面張力より優勢で、穴の入口
からの材料除去が深さ方向に効果的に進行するため、高
速でしかも照射部分における温度分布の急峻効果が大き
い。そのため、被加工体の高精度加工ができる。
偏向用電界をパルス電界としたために、ビーム中心部は
蒸発温度をはるかに超える強いパワー密度照射となり、
空洞泡の圧力は溶融層の表面張力より優勢で、穴の入口
からの材料除去が深さ方向に効果的に進行するため、高
速でしかも照射部分における温度分布の急峻効果が大き
い。そのため、被加工体の高精度加工ができる。
【０００６】本発明は図１に示すように３つの代表例で
示すことができる。図１（イ）は加速用電界Ｖ1のみを
パルス電界とし、偏向用電界は、ＤＣ又はＯＶとした例
である。この場合の電圧Ｖ1と電流Ｉの関係は右側に示
してある。同図（ロ）は加速用電界Ｖ1をＤＣとし、偏
向用電界Ｖ2をパルス電界とした例である。同図（ハ）
は加速用電界Ｖ1と偏向用電界Ｖ2とを共にパルス電界と
した例であり、この場合の電圧Ｖ1，Ｖ2と電流Ｉとの関
係は右側に示してある。
示すことができる。図１（イ）は加速用電界Ｖ1のみを
パルス電界とし、偏向用電界は、ＤＣ又はＯＶとした例
である。この場合の電圧Ｖ1と電流Ｉの関係は右側に示
してある。同図（ロ）は加速用電界Ｖ1をＤＣとし、偏
向用電界Ｖ2をパルス電界とした例である。同図（ハ）
は加速用電界Ｖ1と偏向用電界Ｖ2とを共にパルス電界と
した例であり、この場合の電圧Ｖ1，Ｖ2と電流Ｉとの関
係は右側に示してある。
【０００７】図１（イ）および（ロ）の場合は、正極性
のパルス幅がτonが０．１〜１×１０6μｓのパルス電
界とすると、ＤＣの場合に比して加工精度は２倍以上に
向上する。パルス幅が１０6μｓを超えると加工精度は
半分以下となってしまう。
のパルス幅がτonが０．１〜１×１０6μｓのパルス電
界とすると、ＤＣの場合に比して加工精度は２倍以上に
向上する。パルス幅が１０6μｓを超えると加工精度は
半分以下となってしまう。
【０００８】図１（ハ）の場合はＶ2における休止時間
の１部又はすべてを負極性パルスを含む波形とすること
により、より細かな加工条件の調節が可能となり、加工
精度がさらに向上する。
の１部又はすべてを負極性パルスを含む波形とすること
により、より細かな加工条件の調節が可能となり、加工
精度がさらに向上する。
【０００９】
【実施例】実施例を図面に基づいて説明する。
【００１０】図２において、１は被加工材、２は被加工
材受台で陰極でもある。３は絶縁物である。４は排気口
で、５はガス導入口である。６は偏向用電磁コイル、７
は縮小用電磁コイル、８は第２制御口であり、９は成形
用電磁コイル、１０は第１制御口、１１は電子銃、１２
は排気口、１３は加速用パルス電源、１４は温度の急
峻効果を大きくするパルス電源であり、１５は静電偏
向板である。
材受台で陰極でもある。３は絶縁物である。４は排気口
で、５はガス導入口である。６は偏向用電磁コイル、７
は縮小用電磁コイル、８は第２制御口であり、９は成形
用電磁コイル、１０は第１制御口、１１は電子銃、１２
は排気口、１３は加速用パルス電源、１４は温度の急
峻効果を大きくするパルス電源であり、１５は静電偏
向板である。
【００１１】次にかかる装置を用いた具体的な加工例に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００１２】電子銃１１から発射される電子ビームを各
電磁コイル（電磁レンズ）９，７により細く絞り、偏向
用電磁コイル６（又は静電偏向板１５）により被加工材
１面上にビームを走査することによってパターンを描画
する。しかし、このような場合には連続照射のため、被
加工材１面上は熱的影響が大きく、基板に対する損傷が
大きい。これはパターンの高密度化と超微細化に伴うＬ
Ｓｌの多層基板においては３００℃にもなると各層の特
性にも影響することになり問題である。
電磁コイル（電磁レンズ）９，７により細く絞り、偏向
用電磁コイル６（又は静電偏向板１５）により被加工材
１面上にビームを走査することによってパターンを描画
する。しかし、このような場合には連続照射のため、被
加工材１面上は熱的影響が大きく、基板に対する損傷が
大きい。これはパターンの高密度化と超微細化に伴うＬ
Ｓｌの多層基板においては３００℃にもなると各層の特
性にも影響することになり問題である。
【００１３】本発明によれば、電子ビームをパルス電源
，を用いたパルス電界により加速することにより、
温度分布の急峻効果が大きいため、加工精度が極めて高
い。例えばＳｉを被加工材とし、Ａｒガスを用い、気圧
は５×１０-5Ｔｏｒｒ雰囲気とした。加速用パルス電圧
のピーク電圧は１０ｋＶ、ピーク電流は１μＡとした。
熱効果をさらに良くするためのパルス電源のピーク電
圧は１０００Ｖとし、共に同期パルス周期としてテスト
した。その結果は従来法との比較において表１に示す。
，を用いたパルス電界により加速することにより、
温度分布の急峻効果が大きいため、加工精度が極めて高
い。例えばＳｉを被加工材とし、Ａｒガスを用い、気圧
は５×１０-5Ｔｏｒｒ雰囲気とした。加速用パルス電圧
のピーク電圧は１０ｋＶ、ピーク電流は１μＡとした。
熱効果をさらに良くするためのパルス電源のピーク電
圧は１０００Ｖとし、共に同期パルス周期としてテスト
した。その結果は従来法との比較において表１に示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】パルス幅τon１０μｓ、τoff１０μｓの
場合、加工深さ４３０μｍで、精度テーパー角θは３．
４°であり、従来の加工精度１６°と比較すると１／
４．７であって極めて高精度であることがわかった。
場合、加工深さ４３０μｍで、精度テーパー角θは３．
４°であり、従来の加工精度１６°と比較すると１／
４．７であって極めて高精度であることがわかった。
【００１６】さらに加速用電界のみパルス電界とした場
合のテスト結果を表２に示す。そして偏向用電界のみパ
ルス電界とした場合のテスト結果を表３に示す。
合のテスト結果を表２に示す。そして偏向用電界のみパ
ルス電界とした場合のテスト結果を表３に示す。
【００１７】
【表２】
【００１８】
【表３】
【００１９】偏向用電界をＤＣとすると加工速度が速く
なるが加工精度が悪くなり、加速用電界をＤＣとした時
も同様な結果となった。しかし従来のＤＣのみの場合よ
り極めて優れている。
なるが加工精度が悪くなり、加速用電界をＤＣとした時
も同様な結果となった。しかし従来のＤＣのみの場合よ
り極めて優れている。
【００２０】
【発明の効果】従来の方法では高温放置であったため、
例えばリード線であるＡｌとＡｕの金属間化合物が生成
したり、接合部の抵抗が増大する現象があり、高信頼性
を要求される半導体部品では問題となっていたが、本発
明により熱影響による損傷がなくなり、加工特性を良好
にすることができる。
例えばリード線であるＡｌとＡｕの金属間化合物が生成
したり、接合部の抵抗が増大する現象があり、高信頼性
を要求される半導体部品では問題となっていたが、本発
明により熱影響による損傷がなくなり、加工特性を良好
にすることができる。
【図１】本発明の実施例の説明図である。
【図２】加工による精度テーパー角θの説明図である。
【図３】テーパー角θの説明図である。
【符号の説明】 １ 被加工材 ２ 被加工材受台 ３ 絶縁物 ４ 排気口 ５ ガス導入口 ６ 偏向用電磁コイル ７ 縮小用電磁コイル ８ 第２制御口 ９ 成形用電磁コイル １０ 第１制御口 １１ 電子銃 １２ 排気口 １３ 加速用パルス電源 １４ パルス電源 １５ 静電偏向板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 999999999 大場 章 埼玉県朝霞市宮戸３丁目12番89号 (72)発明者 大場 和夫 埼玉県東松山市松葉町４丁目２番３号 (72)発明者 嶋 好範 神奈川県川崎市麻生区王禅寺768番地15 (72)発明者 大場 章 埼玉県朝霞市浜崎１丁目９番地の３− 205 (56)参考文献 特開 平２−55679（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−55502（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (2)
- 【請求項１】 真空中電界により発生した電子ビームに
加速電圧を印加し、偏向用電磁コイルにより集束して電
子ビーム加工する方法において、加速用電界又は偏向用
電界の一方を正極性のパルス幅τonが０．１〜１×１０
6μｓのパルス電界とし、被加工材の加熱溶融部分の温
度勾配を急峻とすることを特徴とする半導体部品の電子
ビーム小径穴加工方法。 - 【請求項２】 真空中電界により発生した電子ビームに
加速電圧を印加し、偏向用電磁コイルに集束して電子ビ
ーム加工する方法において、加速用電界又は偏向用電界
もしくはこれらの両方をパルス電界とし、偏向用電界の
パルスの休止時間の一部又は全てを負極性パルスを含む
パルス波形とし、正極性のパルス幅τonは共に０．１〜
１×１０6μｓのパルス電界とすることを特徴とする半
導体部品の電子ビーム小径穴加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4272051A JP2620176B2 (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 半導体部品の電子ビ−ム小径穴加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4272051A JP2620176B2 (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 半導体部品の電子ビ−ム小径穴加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06218555A JPH06218555A (ja) | 1994-08-09 |
| JP2620176B2 true JP2620176B2 (ja) | 1997-06-11 |
Family
ID=17508429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4272051A Expired - Lifetime JP2620176B2 (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 半導体部品の電子ビ−ム小径穴加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2620176B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57135172A (en) * | 1981-02-13 | 1982-08-20 | Hell Rudolf Dr Ing Gmbh | Electron beam-working method |
| JPH0255679A (ja) * | 1988-08-17 | 1990-02-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 電子ビーム溶接方法 |
-
1992
- 1992-10-09 JP JP4272051A patent/JP2620176B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06218555A (ja) | 1994-08-09 |
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