2013 Fiscal Year Annual Research Report
プラズマと薄膜表面・界面の階層的複合反応制御による次世代ナノ加工技術の構築
| Project Area | Creation of Science of Plasma Nano-Interface Interactions |
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| Project/Area Number |
21110008
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
斧 高一 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30311731)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
江利口 浩二 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70419448)
鷹尾 祥典 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80552661)
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| Project Period (FY) |
2009-07-23 – 2014-03-31
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| Keywords | プラズマ加工 / プラズマ化学 / 表面・界面物性 / 半導体超微細化 / 超微細加工技術 / 反応粒子輸送 / プラズマエッチング / プラズマ・表面過程揺動 |
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| Research Abstract |
塩素系・臭素系プラズマによる Siエッチングにおけるプラズマと表面・界面のナノスケール相互作用の特徴，およびその揺らぎについて，特に表面ラフネス (凹凸) とリップル (周期構造) 形成に焦点を当て，モデリングと実験により形成機構の解析を進め，表面ラフネス抑制法を提案した．具体的には，(1)独自の3次元原子スケールセルモデル (ASCeM-3D) を用いたエッチング加工形状シミュレーションにより，イオン入射角度に依存して発現するラフネスとリップルを発見し，いずれの入射角度においても，入射粒子パラメータやその表面との相互作用の空間不均一性に起因するランダムな微小ラフネス形成が持続すること，エッチング時間の経過にともなうラフネスの発達やリップル形成に関して，垂直入射におけるランダムラフネスの発達には微小ラフネス表面におけるイオン散乱とマイクロマスキングが，一方，斜め入射におけるリップル形成にはイオン散乱・幾何学的シャドーイングとエッチング・スパッタリング収率のイオン入射角度依存性が起因すること，基板温度上昇の効果は表面を平滑にすること，を明らかにした．(2)基板 RF バイアスパワーを変化させたプラズマエッチング実験 (イオン垂直入射) とASCeM-3D，および古典的分子動力学 (MD) シミュレーションとの比較により，イオンエネルギーに依存して2つの表面ラフネス形成・発達のモードが存在すること，低イオンエネルギー領域のラフネスは ASCeM-3Dで再現できること，一方，高イオンエネルギー領域のラフネスは ASCeM-3Dで再現できず，エッチング反応生成物イオンの寄与があること，を明らかにした．さらに，(3)ASCeM-3D により得られた表面ラフネス時間進展の様子をもとに，パルスバイアスエッチング (RFバイアスの繰り返しオンオフ) による表面ラフネス抑制を実証した．
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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