JPS5966124A - 表面処理方法および装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明はイオンマイクロビームを用いた表面処理装置の
改良に係シ、特に、この種装置における表面処理速度の
向上に関するものである。

〔従来技術〕

集積回路素子の高密度化に伴ない将来サブμｍ加工技術
が要求される。そして、イオンマイクロビームはサブμ
ｍ加工を実現する技術課題として注目されている。

第１図にイオンマイクロビームを用いた従来の表面処理
装置の概略構成を示した（６谷、田村、真空２５．３２
　（１９８２）ｌ。同図において、イオン源部１に設け
られたエミッターよシ引き出されたイオンビームは収束
・偏向部２全通シチャンバ３内に置かれた試料４上に加
速、収束される。

イオンビームは１μｍ以下に絞ることが可能であるので
、このイオンビームを用いることによシマスフレスエツ
チング、微小領域膜形成等のサブμｍ加工を行なうこと
ができる。

しかしながら、現状では、マイクロイオンビームによる
サブμｍ加工の実用化にあたって、エツチング速度やテ
ポジション速度等が小さ過ぎることが欠点となっている
。

〔発明の目的〕

したがって本発明の目的は加工速度の大きな、イオンマ
イクロビームを用いた表面処理装置全提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために本発明においては、上述した
従来のイオンマイクロビームを用いた表面処理装置にレ
ーザ光全組合わせＺ）ことにより、両者の相乗効果を利
用してサブμｍ加工時における加工速度、たとえば、エ
ツチング速度やデポジション速度等の大きい表面処理装
置を構成したことを特徴とするものである。

すなわち、レーザ技術の進歩により高エネルギー・大出
力レーザの入手が容易になった。これに伴い、半導体関
連分野ではレーザ光の持つエネルギーを利用したエツチ
ング、デポジション等の研死が精力的に行なわれている
。この結果、レーザ照射はエツチング、デポジション等
に関与する反応を促進することが明らかとなった。

レーザ光はレンズを用いてサブμｍまでビーム径を絞る
ことが可能であるので、イオンマイクロビームと組合わ
せることによシ、イオンマイクロビームの持つ微細加工
性を損うことなく、エツチング速度、デポジション速度
等を増大させることが可能である。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。

〈実施例１ノ 第２図にイオンマイクロビームとレーザ光とを組合せた
最も単純な装置構成を示した。チャンバ３内に置かれた
試料４上には、イオン源部１よシのイオンビームが加速
、収束されて照射されると同時に、レーザ光源７よりの
レーザ光が窓５全通して照射される。この時、必要に応
じてレンズ群６を用いてレーザ光を絞ることが可能であ
る。レーザ光はイオンビームと同時に照射してもよいし
、レーザ光を照射した後にイオンビームを照射するとい
う様に別々に試料４に照射してもよい。

たとえば、エツチングを行なう場合には可視、紫外レー
ザ光全使用する。試料４を構成する原子・分子を解離す
るに必要なエネルギーをレーザ光で供給しながらイオン
ビームを照射すれば、エツチング速度はレーザ元金併用
しない場合に比べ増大する。

また、試料４の表面の原子・分子を活性化（非常に反応
性に富む状態）するのに必要な波長を選んで照射するこ
とにより、試料４の表面における膜形成速度をより大き
くすることが可會しである。

〈実施例２〉 第３図は第２図の装置に原材料気体の導入手段を付加し
た装置を示す。原材料気体は導入ノ（イフ。

８とバルブ９とによりチャンノく３内に導入される。

ここで、１０は差圧排気スリットである。この状態で、
実施例１と同様にマイクロイオンビームとレーザ光とが
試料４に照射される。

エツチングにおいては、エツチングガス中に試料４を置
いて試料４にイオンビームを照射するとエツチングが進
行することが確認されている。本実施例はさらにレーザ
光の照射を追加して、さらにエツチング速度の向上をは
かったものである。

レーザ光の照射によシ、エツチングガスの励起、分解、
試料４０表面の活性化が促進されるので、エツチング速
度が向上する。

デポジションに関して、デポジション用の原材料気体を
導入することによシ同様の効果が得られる。

〈実施例３〉 第４図に異なった波長を有する２つのレーザ光をイオン
ビームと共に照射する装置構成を示し７た。

つまり、第２図の構成にレーザ光源７′、レンズ群６′
、窓５′を付加したものである。

２つの波長を用いることによシ、１つの波長では切れな
い結合を切断したり、するいは、１つの波長では励起で
きないような高い準位に原子・分子を励起できる。この
結果、エツチング速度、デポジション速度共さらに増大
できる。

以上３つの実施例を述べたが、イオン源１を複数にする
（イオン種を変えられる）、レーザ光を複数にする（波
長が異なる）などの構成によってさらに効果が増大する
ことは言うまでもない。

また、サブμｍ加工装置という装置の性格上、本装置に
は位置検出のだめの手段が付加されることは明らかであ
る。

さらに、上述実施例ではレーザ元金試料の表面に照射す
るようにしたが、表面に直接照射することなく、表面の
近傍全レーザ光が通過するようにしても同様の効果が得
られることが確認された。

以上エツチング、デポジションを例に実施例と説明した
が、この他、イオンマイクロビームが適用可能なイオン
ビーム露光等においても、レーザ光を併用することによ
シ露光時間等の短縮が可能である。

〔発明の効果〕

マイクロイオンビームにレーザ光を組合せることにより
、マイクロイオンビームの持つ微細加工性を損うことな
く、サブμｍ加工時における加工時間を短縮できる。そ
の結果、スルーグツトの向上が可能となるなどの効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はマイクロイオンビームを用いた表面処理装置の
従来構成図、第２図は本発明によるマイクロイオンビー
ム装置にレーザ光を組合わせた装置の構成図、第３図は
マイクロイオンビーム装置にレーザ光および原材料気体
導入手段を組合わせた構成図、第４図は本発明による他
の実施例の構成図である。 １・・・イオン源部、２・・・収束・偏向部、３・・・
チャンバ、４・・・試料、５，５′・・・窓、６．６’
・・・レンズ群、７．７’・・・レーザ光源、８・・・
導入ノゝイブ、９■１図 第　２　図 ■　３　図 第　４　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、イオン金発生させるためのイオン源部と発生したイ
   オンを試料に入射させるための収束・偏向部と上記試料
   を載置する試料台を備えたチャンバとよ構成る表面処理
   装置において、上記試料の表面もしくは上記試料の表面
   の近傍にレーザ光を照射するたメレーザ照射手段を付設
   してなることを特徴とする表面処理装置。