プラズマプロセス用大面積プラズマ源の開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08044118
• Research Institution: Tohoku university
• Principal Investigator: 佐藤 徳芳 東北大学, 工学部, 教授 (40005252)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): CHOI DukーIn 韓国基礎科学研究所(KBSI), 教授 ; CHANG HongーY 韓国先端科学技術研究所(KAIST), 教授 ; 李 雲龍 東北大学, 工学部, 助手 (50260419) ; 飯塚 哲 東北大学, 工学部, 助教授 (20151227)
• Keywords: 大口径プラズマ / 大面積均一プラズマ / 高周波プラズマ / ECRプラズマ / 変形マグネトロン放電 / プラズマ材料プロセス / ラジカル計測 / 発光分光法

Research Abstract

次世代超大規模集積回路や大面積液晶パネルの達成にとって、大口径均一で高密度プラズマ源の開発が緊急の課題となっている。本共同研究においては、東北大学で行われてきたプラズマの大面積化やエネルギー制御技術と、韓国で行われてきたプラズマの高密度化技術及びラジカル測定技術を融合させ、大口径で均一な高密度プラズマの生成法を確立すると共に、プラズマの均一性と反応活性種との関係を中心に研究を進めた。
この実験を東北大学で行うため、直径60cmの変形マグネトロン型高周波放電装置を製作し、大口径プラズマ生成に関する測定が行われた。その結果、高周波電極の長さ及び表面の磁場強度を変えることにより、直径55cm程度の大面積均一プラズマが生成できることが分かった。また、補助電極を挿入し共振させることにより、装置中心部でもプラズマ生成が可能となり、500Wで10^<11>/cm^3程度の高密度プラズマが生成できること分かった。同様な実験を直径130cmの大型変形マグネトロン型高周波放電装置で行い、直径1m以上に亘って均一なプラズマ生成が明らかにされた。
一方、CF_4プラズマ中の発光スペクトルからフッ素(F)ラジカル分布を測定する光プローブシステムを構築するため、韓国側が来日し、東北大学にあるECRプラズマ装置及び変形マグネトロン型高周波放電装置を用いて測定を行った。その結果、Fラジカルの半径方向分布が明らかになり、プラズマ密度分布及びポリシリコンエッチングの半径分布との関係を得ることが出来た。

Research Products

• [Publications] Yunlong Li: "Plasma structure in a moditied magnetron-typed RF discharge" Proc. of 13Hth Sympo. on Plasma Processing. 53-56 (1996)
• [Publications] Kohgi Kato: "Ion-energy control in a low electron-temperature plasma" Proc. of 13Hth Sympo. on Plasma Processing. 183-186 (1996)
• [Publications] Yunlong Li: "Electron temperature control in large-diameter radio-frequency plasma" Proc. of 3rd ASIA-PACIFIC Conf. Plasma Science & Technology. 2. 435-439 (1996)
• [Publications] Satoru Inzuka: "Ion energy control in ECR Plasma" Proc. of 3rd ASIA-PACIFIC Conf. Plasma Science & Technology. 2. 429-434 (1996)
• [Publications] Yunlong Li: "Plasma-density control in the magnetron-typed RF plasma" Plasma Sources Science & Technology. 5. 241-244 (1996)
• [Publications] Takashi Ono: "A large-diameter uniform plasma produced by a plane slotted ECR antenna" Plasma Sources Science & Technology. 5. 293-298 (1996)
• [Publications] Shin Hiyama: "Wide-area uniform plasma processing in an ECR plasma" Plasma Sources Science & Technology. 5. 299-304 (1996)
• [Publications] 李雲龍: "変形マグネトロン高周波放電における大面積プラズマ生成" 電気学会プラズマ研究会資料. EP-96-97. 21-30 (1996)
• [Publications] 佐藤徳芳: "大面積均一プラズマ生成技術" Challenge of Intelligence for Future BREAK THROUGH. 11. 11-15 (1996)
• [Publications] Yunlong Li: "Production of large-diameter plasma by modified magnetron-typed RF discharge" Proc. of 3rd Int. Conf. on Reactive Plasmas and 14th Sympo. Plasma Processing. 211-212 (1997)
• [Publications] Noriyoshi Sato: "Sputtering control in a modified RF plasma" Proc. of Int. Workshop on Basic Aspects of Nonequilibrium Plasmas Interacting with Surfaces. 27-28 (1997)
• [Publications] Yunlong Li: "Control of Plasma structure in modified magnetron-typed radio-frequency discharge" 1996 Int. Conf. on Plasma Physics. (in press). (1997)
• [Publications] Jung-Hyung Kim: "M=+1 mode Helicon wave excitation using solenoid antenna" Phys. Lett.A221. 94-96 (1996)
• [Publications] P.W.Lee: "Interpretation of neutral distribution thngh spatial profile of plasma emission" Phys. Lett.A213. 186-188 (1996)
• [Publications] Jung-Hyung Kim: "The deposition of SiOF film with low dielectric constant in a Helicon plasma" Appl. Phys. Lett.68. 1507-1509 (1996)
• [Publications] 佐藤徳芳: "大面積α-Si膜形成用プラズマの生成と制御" 電子情報通信学会技術研究報告. 95. 101-106 (1996)
• [Publications] 佐藤徳芳: "プロセス用大口径プラズマの生成と制御" 電子情報通信学会技術研究報告. 96. 43-50 (1996)
• [Publications] 佐藤徳芳: "プロセス用プラズマの制御" '96青梅市フロンティアサイエンス会議(時間と空間)予稿集. 113-119 (1996)
• [Publications] 佐藤徳芳: "成膜用プラズマの制御" 第6回ファインプロセステクノロジー・ジャパン′96セミナー要録. R5. 4-8 (1996)