JPH02230731A - イオンビーム加工方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はイオンヒームを用いたエッチング、堆積等の加
工方法に関する。

［従来の技術］ 従来、イオンビームを用いた微細加工は、例えばエッチ
ング方法として、物理的スパッタエッチング、および反
応性イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング
などの化学的エッチングに分けられる。ざらにイオンの
発生方法、試料雰囲気の真空度等によって多種類の方法
がある。これらの方法ではすべて連続的にイオンビーム
、プラズマもしくはラジカルを照射するものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、これらの方法では一定電流の連続イオン
ビームのみを利用しており、微細性を要求される超ＬＳ
Ｉの加工では、間口が狭くアスペクト比の大きい溝の加
工などでは、再付着効果と呼ばれるエッチングされたタ
ーゲット材料が側゜壁に再び付着する効果のため、良好
な形状を得ることが難しい。

またエッチング速度を向上させるためにイオンビーム電
流を多くとると連続的に入射するイオンビームのために
、再付着が生じやすくなるとともに、試料を加熱させ半
導体材料の特性を悪化させるなどの不都合が生じる。特
に集束イオンビームの場合はビーム径が小さ（　（＜　
０．１庫φ〉、高電流密度で坐るため（＞　１　Ａ／ｃ
ｍ２　）　、今後、電流密度が上がるにつれて、局所的
な発熱が問題となってくる。

また、ガス雰囲気中におけるイオンビームによるエッチ
ングもしくは堆積の場合には、共にイオンビームがガス
を吸着させ、吸着ガスおよび試料表面原子を励起し、反
応させるか、もしくは吸着ガスを分解することによって
加工が行われる。これらの過程では、いずれもガスを吸
着させる必要があるが、イオンビームの電流密度を上げ
た場合にガスの吸着が追いつかず、反応速度が遅くなる
という欠点があった。

本発明の目的は、イオンビーム加工において、再付着効
果による加工形状の悪化を防ぎ、高電流イオンビーム照
射時の試料温度上昇や反応速度の低下を抑えることので
きるイオンビーム加工方法を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、被加工物上にイオンビームを照則して加工を
行うイオンビーム加工方法において、イオンビームをパ
ルス状に被加工物上に照射することを特徴とするイオン
ビーム加工方法である。

［作用］ イオンビーム加工において、パルス状にしたイオンビー
ムを照射すると、アスペクト比の大きい加工形状で必っ
ても、イオンビーム非照射時に被加工材料が飛散するの
で、再付着が防止ざれ、良好な加工形状を得ることがで
きる。またイオンビームの照射に伴う試料温度の局所的
な発熱を、イオンビーム非照射時間に拡散、冷却するこ
とにより、発熱による試料の損傷を抑えることができる
。

ざらに、ガス雰囲気中でのイオンビーム加工では、パル
ス状のイオンビームを用いることにより、ガスの吸着と
、イオンビーム励起反応とを時間的に分離できるので、
反応効率が向上する。

［実施例］ 次に図面を参照して本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明によるイオンビームエッチング法の説明
図である。

同図に示すように、真空チャンバ１内に設置ざれた被エ
ッチング試料２にはパルスイオンビーム発生装置３から
パルスイオンビーム４が断続的に照射される。その結果
、高７スペクト比の加工形状においても被エッチング物
の飛散を最小限に抑えることができる。またパルス幅と
周期を最適に調節することにより、イオンビームが高電
流の場合でも非イオンビーム照射時に発生した熱を拡散
により除去し、加熱による試料の変性、エッチング条件
の変化などを防ぐことができる。

ざらに、ガス雰囲気中でイオンビームを照射してエッチ
ングもしくは堆積を行う、いわゆるイオンビームアシス
トエッチングもしくはイオンアシストデポジションにも
本発明の方法を適用することができる。これらの手法は
共にイオンビームがガスを吸着させ、吸着ガスおよび試
料表面原子を励起し、反応させる、もしくは吸着ガスを
分解するという作用をする。これらの過程ではガスを吸
着させる必要があるが、イオンビームの電流密度を上げ
た場合、ガスの吸着が追いつかず反応速度が遅くなる。

パルスイオンビームを用いると、吸着とイオンビーム励
起反応を時間的に分離でき、効率を上げることができる
。

第２図は本発明の方法を集束イオンビームに適用した場
合の加工装置の概略構成図である。

同図において、３はパルスイオンビーム発生装置、５ａ
，５ｂは制限アバーチャ、７は静電型集束レンズ、８は
プランキング電極、９は偏向電極、１０は試料、１１は
試料台である。集束イオンビームはサブミクロン径に絞
られたイオンビームで、ビームを電気的に偏向すること
により、マスクレスでエッチング、イオン注入などがで
きる。

エッチングでは０．　１卯以下のイオンビームを用いる
ため再付着効果により高アスベクト比の加工が難しいが
、本発明のパルスイオンビームエッチング法により再付
着が抑制され、高アスペクト比の加工形状が得られる。

また集束イオンビームは電流密度が高いが、本発明によ
り試料の加熱が抑制され、試料の損傷のない加工が可能
となる。さらに集束イオンビームにおいてもイオンビー
ムアシストエッチングおよびイオンビームアシストデポ
ジションに本パルスイオンビームを応用することにより
同様に効率を上げることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のイオンビームｌ）ＵＩｌ
工方法によれば、再付着効果を最小限に抑え、またイオ
ン照射による試料の加熱を防ぎ、良好な７］［１工形状
を得られるとともに、試料の損傷が抑えられ、効率の良
い加工を行うことができる。本発明の方法は、特に集束
イオンビームに適用したときに効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるイオンビームエッチング方法の説
明図、第２図は本発明の方法を集束イオンビームに適用
した場合の加工装置の概略構成図である。 １・・・真空チャンバ　　２・・・被エッチング試料３
・・・パルスイオンビーム発生装置 ４・・・パルスイオンビーム ５・・・ガス導入口　　　６ａ，　６ｂ・・・制限アパ
ーチャ７・・・静電型集束レンズ ８・・・プランキング電極 ９・・・偏向電極 １１・・・試料台

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被加工物上にイオンビームを照射して加工を行う
   イオンビーム加工方法において、イオンビームをパルス
   状に被加工物上に照射することを特徴とするイオンビー
   ム加工方法。