CF_4/O_2混合ガスプラズマ排気系における各種金属および合金の腐食機構

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09450264
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 杉本 克久 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80005397)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 赤尾 昇 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80222503) ; 原 信義 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40111257)
• Keywords: プラズマエッチング / 反応性イオンエッチング / プラズマ下流域腐食 / 腐食速度 / 気相分析

Research Abstract

1. 研究目的
反応ガスとしてCF_4などを用いるプラズマエッチングおよび反応性イオンエッチングは、今日のシリコンLSI製造プロセスに不可欠の要素技術になっている。その一方で,エッチング装置下流のルーツポンプが異常に腐食するなど,装置構成材料の腐食が問題となっている。本研究では,プラズマエッチングおよび反応性イオンエッチング装置排気系における金属材料の腐食挙動と腐食機構を明らかにすることを目的とする。
2. 研究成果
(1)腐食試験装置の作製
原料ガス流量調節部,マイクロ波発生装置,腐食試験チャンバー,および排気系から成る腐食試験装置を作製した。試験チャンバーには,ヒ-タ内蔵の試料ホルダー,CCDカメラ測光システムによる発光分析用ビューイングポート,四重極子質量分析用ポートを取付け,腐食試験と同時に気相化学種の分析が行えるようにした。
(2)温度573Kにおける各種純金属および合金の腐食速度の測定
作製した装置を用いて,温度573K,CF_4流量40sccm,O_2流量5sccmの条件下で各種純金属,ステンレス鋼および鋳鉄の腐食速度を測定した。Ta,Ti,W,MoおよびCrはエッチングされ,質量減少を生ずること,Fe,ステンレス鋼および鋳鉄はエッチングされないが,反応生成物の形成により質量増加を示すこと,Ni,CoおよびCuは質量変化を示さないことが分かった。