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クラスタ噴射式加工方法 外国出願あり

国内特許コード P140010308
整理番号 2258
掲載日 2014年2月24日
出願番号 特願2010-525664
登録番号 特許第5575648号
出願日 平成21年8月10日(2009.8.10)
登録日 平成26年7月11日(2014.7.11)
国際出願番号 JP2009064131
国際公開番号 WO2010021265
国際出願日 平成21年8月10日(2009.8.10)
国際公開日 平成22年2月25日(2010.2.25)
優先権データ
  • 特願2008-210140 (2008.8.18) JP
発明者
  • 小池 国彦
  • 妹尾 武彦
  • 吉野 裕
  • 東 周平
  • 松尾 二郎
  • 瀬木 利夫
  • 二宮 啓
出願人
  • 国立大学法人京都大学
  • 岩谷産業株式会社
発明の名称 クラスタ噴射式加工方法 外国出願あり
発明の概要 【課題】電気的に中性な反応性クラスタを用いた試料の加工方法を提供する。
【解決手段】反応性ガスと、反応性ガスより低沸点のガスとからなる混合ガスを、液化しない範囲の圧力で、所定の方向に断熱膨張させながら噴出させ、反応性クラスタを生成し、前記反応性クラスタを真空処理室内の試料に噴射して試料表面を加工する。
従来技術、競合技術の概要



試料表面にガスクラスタを照射して加工を行う方法としては、例えば、ガスクラスタをイオン化し、電界や磁界により加速して試料表面に衝突させることで試料表面の原子や分子を除去する、ガスクラスタイオンビームを用いた方法がある(例えば、特許文献1参照)。





上述の試料の加工方法では、ガス供給部から、常温常圧の気体状の物質と希ガスとを混合した加圧ガスを噴出することで、気体状物質の塊状原子集団または分子集団からなるガスクラスタを生成する。そして、このガスクラスタに電子線を照射することでイオン化し、ガスクラスタイオンビームを形成する。





このガスクラスタイオンビームを固体表面に照射すると、クラスタイオンを構成する分子または原子種相互、及び、固体表面の原子との間で多段階の衝突が発生する。このため、横方向の運動成分を持った反射原子又は分子を生じ、この反射原子又は分子により、基板表面の平坦化や清浄化が可能となる。

このように、ガスクラスタイオンビームによって、試料の表面を処理することができる。





また、クラスタイオンを用いる加工装置に、クラスタイオンに加速電圧を加える加速電界部、及び、減速電圧を加える減速電界部を備えることにより、クラスタイオンビームに与える加速電圧を段階的又は連続的に減少させることが提案されている(例えば、特許文献2参照)。

産業上の利用分野



本発明は、反応性ガスから形成した反応性クラスタを用いて試料表面を加工する、クラスタ噴射式加工方法、及び、反応性クラスタを用いた加工方法により製造される、半導体素子、微小電気機械素子、及び、光学部品に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
反応性ガスと、反応性ガスより低沸点のガスとからなる混合ガスを、液化しない範囲の圧力で噴出部から所定の方向に断熱膨張させながら噴出させ、電気的に中性な反応性クラスタを生成し、前記反応性クラスタを真空処理室内の試料に噴射して、試料表面に化学的な反応による加工を行う
ことを特徴とするクラスタ噴射式加工方法。

【請求項2】
前記反応性ガスがハロゲン間化合物ガス、又は、ハロゲン化水素ガスであることを特徴とする請求項1に記載のクラスタ噴射式加工方法。

【請求項3】
前記試料が半導体材料又は金属材料であることを特徴とする請求項1又は2に記載のクラスタ噴射式加工方法。

【請求項4】
前記試料表面に、フォトレジスト、酸化ケイ素膜、窒化ケイ素膜、又は、酸窒化ケイ素膜のいずれか一種以上を用いてパターンを形成し、前記パターンをマスクとして用いて、前記試料を加工することを特徴とする請求項1に記載のクラスタ噴射式加工方法。

【請求項5】
前記試料表面に前記反応性ガスに耐性を持つ金属材料を用いてパターンを形成し、前記パターンをマスクとして用いて前記試料を加工することを特徴とする請求項1に記載のクラスタ噴射式加工方法。

【請求項6】
前記反応性クラスタを前記試料表面に対し、斜めの方向から噴射することで、前記試料を斜めに加工することを特徴とする請求項1に記載のクラスタ噴射式加工方法。

【請求項7】
前記噴出部又は前記試料を移動することにより、前記試料表面を平坦化することを特徴とする請求項6に記載のクラスタ噴射式加工方法。

【請求項8】
前記噴出部又は前記試料を移動することにより、直線加工、曲線加工及び広面積加工を行うことを特徴とする請求項1に記載のクラスタ噴射式加工方法。

【請求項9】
前記試料に貫通孔を形成することを特徴とする請求項1に記載のクラスタ噴射式加工方法。

【請求項10】
試料表面の自然酸化膜を除去した後に、表面を加工することを特徴とする請求項1に記載のクラスタ噴射式加工方法。

【請求項11】
複数の前記噴出部から前記反応性ガスを同一方向に噴出して前記試料に反応性クラスタを噴出する加工方法、複数の前記噴出部から前記反応性ガスを異なる方向に噴出して前記試料に反応性クラスタを噴出する加工方法、又は、複数の前記噴出部の流量及び圧力を同一に若しくは個別に制御して前記試料に反応性クラスタを噴出する加工方法から選ばれる1種類若しくは2種類以上の加工方法を同時に行うことを特徴とする請求項1に記載のクラスタ噴射式加工方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2010525664thum.jpg
出願権利状態 登録
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