高均一大口径ECRプラズマリアクターの開発研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04555004
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 板谷 良平 京都大学, 工学部, 教授 (90025833)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 星 弘 日本高周波(株), 取締役 ; 久保 寔 京都大学, 工学部, 助手 (80089127) ; 八坂 保能 京都大学, 工学部, 助教授 (30109037)
• Keywords: プラズマプロセス / ECRプラズマ / 大口径 / マイクロ波 / マルチカスプ磁場

Research Abstract

10インチ以上の直径に渡って均一かつ高密度で、しかも電子エネルギー可変のプラズマを発生可能な新しいECRプラズマリアクターの開発研究を行っている。1.2次元ECRプラズマシミュレーションコードにより、マルチリングカスプ表面磁場のもとでのECRプラズマ生成を計算し、高密度プラズマ生成のために必要なマイクロ波モード整形器の寸法を決定した。また、TE_<11>モードだけでなくTM_<01>モードもプラズマ生成に大きく寄与することが分かった。2.2台の1.3kWマグネトロンを方向性結分器を用いて互いに弱く結合させると引き込みを起こし、抵抗負荷に対して安定な同相あるいは逆相発振をさせ得ることを確認した。3.直径35cmの多重円筒型モード整形器とマルチリングカスプ表面磁場を組み合わせたマイクロ波アンテナを試作した。入射電力約500Wにて、アンテナの近傍で密度3×10^<11>cm^<-3>、7cmの位置で0.6×10^<11>cm^<-3>の直径40cmのプラズマ生成に成功した。プラズマの均一度は直径28cmに渡って3%以内であった。4.マグネトロン電源にパルス変調を加えて生成プラズマに過渡的な高電子エネルギー状態を作り出すことにより、シラン、メタン等の材料ガスのプラズマ中での解離速度およびシリコン基板上への堆積速度が増大することが実証された。
来年度は、生成プラズマの可視光トモグラフィ計測を行い、2次元分布を求め、シミュレーションと比較する。また、リアクター内に直径10インチの基板を設置し、膜を堆積させ、基板各部の堆積速度をレーザー干渉計によりin-situ計測する。また堆積後、基板各部の膜厚、膜質を計測し、成膜の均一度を評価する。

Research Products

• [Publications] Y.USHIGUSA: "Generation and Uniformity of a Large Dia-meter Plasma by Using Permanent Magnets" Proceedings of the 10th Symposium on Plasma Processing(Osaka). 125-128 (1993)
• [Publications] 八坂 保能: "プロセス用ECRプラズマの生成とパルス制御" 平成4年電気関係学会関西支部連合大会講演集. S29- (1992)