1994 Fiscal Year Annual Research Report
飛行時間測定法を用いた中速イオン散乱法の開発と半導体プロセス評価への応用
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06555096
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Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
横山 新 広島大学, 集積化システム研究センター, 教授 (80144880)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
桜田 勇蔵 日本真空技術(株), イオン機器部, 部長
廣瀬 全孝 広島大学, 工学部, 教授 (10034406)
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| Keywords | 中速イオン散乱 / イオン注入装置 / 表面損傷 / 不純物分布 / アルゴンプラズマ / コンタクトホール / アンチモンイオン注入 / 飛行時間測定 |
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| Research Abstract |
本研究では、実用性の高い中速イオン散乱(MEIS)装置を開発し、表面損傷、不純物分布等の半導体プロセス評価を行うことを目的とする。
最大加速エネルギー200keVのイオン注入装置に中速イオン散乱測定系を組み込み、散乱スペクトルを測定することができるようになった。検出器は分解能が約10keVの半導体検出器である。この装置を用いて、Si表面をCF_4+H_2プラズマ又はアルゴンプラズマにさらした時にSi表面に誘起される損傷をMEISにより評価した。CF_4+H_2プラズマ処理は半導体プロセスにおいて、コンタクトホールを形成するためのSiO_2エッチングに用いられる。またアルゴンプラズマ処理はコンタクトホール形成後のSi表面クリーニングに用いられる。実験の結果以下の事が明らかになった。CF_4+H_2プラズマ処理によって生じる損傷はアルゴンプラズマ処理によるものに比べ小さい。この理由は、CF_4+H_2プラズマ処理中にSi表面に生じるCF_2モノマーが表面を保護するためと考えられる。アルゴンプラズマ処理による損傷はプラズマのセルフバイアスと共に増大する。-80Vと比較的小さいセルフバイアスでの損傷がMEISにより検出できた。さらにSiにイオン注入されたアンチモンをMEISにより評価した。その結果、900度C30分のアニールによりバルクSi中に〜2x10^<20>cm^<-3>以上、またSiO_2/Si界面には〜5x10^<19>cm^<-3>以上のアンチモンが偏析することがわかった。これらの値はアンチモンのSi中での固溶度3x10^<19>cm^<-3>より大きく、過飽和状態が実現することが分かった。
飛行時間測定系については、イオン注入装置に高速ビームチョッパー電源をセットしイオンビームをパルス状に成形することができた。また高速マルチチャンネルスケーラーを用いて飛行時間測定を行う準備を進めている。
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[Publications] S.Yokoyama: "Helium Ion Beam Induced Arsenic Atom Displacement Studied by Medium-Energy Ion Spectroscopy" Materials Research Society Symposium Proceedings. 123-128 (1994)
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[Publications] Z.J.Radzimski: "The Performance Study of Ion Implanter Based Medium Energy Ion Spectroscopy with Solid State Detector" Materials Research Society Symposium Proceedings. K3.11 (1994)
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[Publications] S.Yokoyama: "Evaluation of Plasma-Induced Damage by Medium Energy Ion Scattering" Japanese Journal of Applied Physics. 33. 2179-2183 (1994)
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[Publications] M.Hashimoto: "Implanted Antimony Precipitation in Silicon Studied by Medium-Energy Ion Scattering" Japanese Journal of Applied Physics. 33. L1799-L1802 (1994)
