【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.03.24】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24BA0049

利用課題名 / Title

Arイオンミリングを用いた微細金属配線の加工検討

利用した実施機関 / Support Institute

筑波大学 / Tsukuba Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

SIMS,イオンミリング/ Ion milling,膜加工・エッチング/ Film processing/etching

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

谷川 星野

所属名 / Affiliation

東京エレクトロン株式会社

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

BA-025：終点検出器付き イオンミリング
BA-013：半導体特性評価システム

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

金属・絶縁膜を積層させた薄膜の微細加工方法として、Arイオンビームを用いたミリングを検討した。Arイオンビームはドライエッチングのような化学反応を伴わない加工プロセスのため、対象材料毎のガス種選択やデポ物の付着がなく、薄膜加工技術として優れている。ミリング装置にはSIMSが接続されており、容易にミリング加工のストップタイミングを検知することが可能である。今回の実験ではレジストパターニングを行ったサンプルをミリング加工することで、微細配線の加工を行った。

実験 / Experimental

Si基板上に絶縁膜と配線材料となる金属を成膜した後に、レジストをパターニングしてミリングを実施した。今回の実験では、基礎評価としてミリング加工によって金属配線をどの程度精度よく加工できるのかに着目して実験を行った。なお、Arイオンミリングはイオンソースに対して15 °の入射角を設定した。その際のミリングストップタイミングはSIMSによる検出を元に行い、その後配線間リーク電流を測定することで配線間アイソレーションがなされていることを確認した。

結果と考察 / Results and Discussion

レジスト領域外の金属材料がミリング加工によって消失したことを、金属材料のSIMSプロファイルが低減したことから判断しミリング加工を停止させた。
光学顕微鏡による観察では、ミリング加工前に見受けられたサンプル表面の金属光沢が大きく変化しており、レジスト領域外の金属を除去してパターン通りの配線形状に加工できている感触を得られた。
また、配線間リーク電流はfAオーダーであったことから、配線間に金属残渣なくミリング処理を行えたと判断した。
以上の結果から、SIMSによる終点検出を併用したミリングでは、精度よく金属材料の加工が可能であり、レジストパターンに応じた配線を形成することができた。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件