ラジカル注入法を用いたプラズマエッチングとラジカル反応機構に関する研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07650032
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 堀 勝 名古屋大学, 工学部, 講師 (80242824)
• Keywords: ラジカル / プラズマ / エッチング / フルオロカーボン / 酸化シリコン / CF_2 / レーザー分光 / ECR

Research Abstract

1.HFPO(hexafluoropropyleneoxide)の熱分解法を用いてCF_2ラジカルを選択的に生成するラジカル源の製作を行った.ECRプラズマエッチング装置に製作したラジカル源を組み込んだラジカル注入プラズマエッチング装置の作製を行った.ラジカル源の評価を赤外半導体レーザー吸収分光法を用いて評価したところ圧力0.67Pa,流量10sccm,分解温度900KにおいてCF_2ラジカルの密度は10^<13>cm^<-3>オーダー生成されることが判明した.この値は,ほぼ所望の密度であり,ラジカル源として使用可能であることが明らかになった.
2.製作したラジカル注入プラズマエッチング装置において,ArあるいはAr/H_2-ECRプラズマ中にCF_2ラジカルの注入を行い,基板上に生成されたフルオロカーボンの堆積速度および組成をXPSを用いて評価したところ,CF_2ラジカルがプラズマ照射により堆積膜の前駆体と成り得ることを見出した.また,H_2プラズマ照射により堆積膜は炭素に富む膜質に変化することが分かった.
3.周波数400kHzの高周波を基板に印可した状態で,ArあるいはAr/H_2-ECRプラズマ中にCF_2ラジカルの注入を行い,Siに対するSiO_2膜のエッチングを行った.Ar-ECRプラズマの場合は,Siに対するSiO_2膜の選択比は約3程度であるが,Ar-H_2-ECRプラズマでは,選択比は無限大であった.水素ラジカル下においてCF_2ラジカルはSiに対するSiO膜の高選択比エッチングを実現する上で重要なラジカルであることが明らかになった.

Research Products

• [Publications] K.Takahashi: "Control and Qualification of Precursor in SiO_2 High Selective Etching Employing Radical Injection Technique" Proceedings of Symposium on Dry Process. 17. 237-242 (1995)
• [Publications] M.Inayoshi: "Surface Reaction of Important Radicals in Dry Etching Plasma Process" Proceedings of the 13th Symposium on Plasma Processing. 13. 395-398 (1996)
• [Publications] M,Hori: "Etching Control and Clarification of Importatnt Radicals for Etching by Employing Radical Injection Method" Technical Proceedings Semi Technology Symposium. 1. 1-51-1-60 (1995)