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Decomposition of Sn debris of EUV light source for next-generation semiconductor lithography

Research Project

Project/Area Number 18K03600
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 14030:Applied plasma science-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

Uchino Kiichiro  九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (10160285)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords極端紫外線(EUV)光源 / スズデブリ / VHFプラズマ / 水素原子 / 水素イオン / 反応性イオンエッチング / スズの分解除去 / EUV光源 / 水素 / プラズマ / 電子密度 / 電子温度 / 半導体リソグラフィー
Outline of Final Research Achievements

In this study, we investigated a method for removing a tin (Sn) thin film deposited on a condensing mirror of an extreme ultraviolet light source by converting it into volatile SnH4 gas with hydrogen plasmas. As for the electron density, the higher the electron density, the more the reactive ion etching of the tin film proceeded. When the hydrogen gas pressure is high, tin redeposition is likely to occur. It was clearly shown that increasing the gas flow rate and lowering the temperature of the tin thin film is effective in preventing the tin redeposition. Furthermore, the dependence of tin thin film decomposition on hydrogen ion energy was investigated, and it was clarified that ion energy of about 10 eV is the most efficient.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

まず、水素ガス圧・流量やSn表面温度などのスズ分解除去特性への影響を明らかにしている。また、スズ除去過程で、水素原子による化学的反応に対して、水素イオンの寄与は1万倍以上大きく、水素イオンによる反応性イオンエッチングの優位性を明らかにしている。更に、10 eV程度のイオンエネルギーがスズ分解除去に最も効率的であることが示された。これら本研究で得られた知見は、実際のEUV集光ミラーからのスズ膜除去において大きく役立つものである。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Effect of Hydrogen Ion Energy in the Process of Reactive Ion Etching of Sn Thin Films by Hydrogen Plasmas2021

    • Author(s)
      Mengran JI, Ryo NAGATA and Kiichiro UCHINO
    • Journal Title

      Plasma and Fusion Research

      Volume: 16 Issue: 0 Pages: 1406003-1406003

    • DOI

      10.1585/pfr.16.1406003

    • NAID

      130007986104

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Studies on Sn Thin Film Decomposition Using VHF hydrogen plasmas2021

    • Author(s)
      Mengran JI, Ryo NAGATA , and Kiichiro UCHINO
    • Journal Title

      九州大学大学院総合理工学府報告

      Volume: 42

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 水素プラズマによるSn薄膜のイオンエッチング過程における水素イオンエネルギーの影響2020

    • Author(s)
      永田峻、Ji Mengran、内野喜一郎
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] EUV 光により誘起された水素プラズマのトムソン散乱計測2019

    • Author(s)
      堀田隼矢、伊藤文崇、富田健太郎、内野喜一郎
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部第19回支部大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] VHF 水素プラズマによる高効率のスズ分解除去2019

    • Author(s)
      今田玲、永田峻、Ji Mengran、内野喜一郎
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部第19回支部大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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