2000 Fiscal Year Annual Research Report

段階投資型半導体生産ラインを実現するプロセスガス解離完全制御プラズマプロセス技術

Research Project

Project/Area Number	12355014
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	大見忠弘東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (20016463)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	平山昌樹東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70250701)
Keywords	LSI / RLSA / シャワープレート / クラスターツール / 段階投資 / 半導体生産 / マイクロ波プラズマ / エッチング
Research Abstract	次世代グローバルネットワーク時代を支える圧倒的な情報処理能力を有する少量多品種カスタムLSIを高効率量産する経済性に優れた小規模段階投資型生産ラインを実現するために半導体製造装置に課せられる要件として、高度なプロセスを高速に行える以外に、優れた汎用性を有すること、全ての微細化世代に対応すること、機差が無く完全な再現性を有することが挙げられる。本年度は、我々がこれまで開発してきたRLSA(Radial Line Slot Antenna)を搭載したマイクロ波プラズマ装置に2段シャワープレート構造を新たに導入した画期的なプロセス装置の開発を行った。本装置は、高密度で非常に電子温度の低いプラズマをマイクロ波によって生成し、プラズマの拡散領域に格子状シャワープレートを設置してプロセス用ガスをウェーハに向かって放出することにより、プロセスガスの過剰解離を適度に抑制した理想的なプロセスを実現するものであり、上述した要請を全て満たしうる唯一のプラズマ装置である。既存の3次元立体化クラスターツールに搭載可能なコンパクトなエッチング用チャンバを製作し、プラズマの詳細な評価と、Ar/C_4F_8/CO/O_2ガスを用いたシリコン酸化膜エッチングプロセスの開発を行った。本装置の実現にあたっては、格子状シャワープレートの導入によりウェーハ周辺のプラズマ密度が大幅に減少することが危惧されていたが、シミュレーション通り、7割程度の減少であることが判明し、十分実用に耐えうるプロセス速度が得られることが明らかになった。荷電粒子の衝突によるシャワープレートの加熱が最後に残された課題であるが、スパッタによる重金属の汚染等の問題は全くなく、格子状シャワープレートの設計論の確立まで後一歩のところまできている。さらに、マイクロ波供給部の構造を最適化することにより、これまでのマイクロ波励起プラズマ装置で問題になっていた異常放電やプラズマ不安定性を完全に除去することに成功した。現在、本装置を用いてシリコン酸化膜のエッチングプロセスの最適化を行っている最中である。

Research Products
(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] Tadahiro Ohmi: "Silicon Technology and Devices for the 21^<st> century"Proceedings of the 3^<rd> International Symposium on Advanced Science and Technology of Silicon Materials. 1-6 (2000)
[Publications] Tadahiro Ohmi: "Contamination Reduction for 300mm Processes"Proceedings of Symposium on contamination-Free Manufacturing for Semiconductor Processing. A1-A5 (2000)
[Publications] Tadahiro Ohmi: "Semiconductor ultra fine processing & planarization technology"Proceedings of 30^<th> Workshop on Ultra Clean Technology. 24. 1-8 (2000)
[Publications] Yoshihide Wakayama: "Controlled Contamination Experiments of Gate Oxide Surfaces by Organic Compounds and Their Effect on the Reliability of MOS Devices"International Conference on Materials Science and Technologies. 130-135 (2000)
[Publications] Tadahiro Ohmi: "Ultra Short TAT Semiconductor Manufacturing for Customer's Needs"IT Revolution in Japan and Taiwan, Direction for the 21^<st> Century. 128-132 (2000)
[Publications] 大見忠弘: "21世紀を見据えた新デバイス・新生産方式を提案"日経マイクロデバイス. 180. 177-182 (2000)

2000 Fiscal Year Annual Research Report

段階投資型半導体生産ラインを実現するプロセスガス解離完全制御プラズマプロセス技術

Principal Investigator

大見 忠弘 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (20016463)

Research Products

[Publications] Tadahiro Ohmi: "Silicon Technology and Devices for the 21^<st> century"Proceedings of the 3^<rd> International Symposium on Advanced Science and Technology of Silicon Materials. 1-6 (2000)

[Publications] Tadahiro Ohmi: "Contamination Reduction for 300mm Processes"Proceedings of Symposium on contamination-Free Manufacturing for Semiconductor Processing. A1-A5 (2000)

[Publications] Tadahiro Ohmi: "Semiconductor ultra fine processing & planarization technology"Proceedings of 30^<th> Workshop on Ultra Clean Technology. 24. 1-8 (2000)

[Publications] Yoshihide Wakayama: "Controlled Contamination Experiments of Gate Oxide Surfaces by Organic Compounds and Their Effect on the Reliability of MOS Devices"International Conference on Materials Science and Technologies. 130-135 (2000)

[Publications] Tadahiro Ohmi: "Ultra Short TAT Semiconductor Manufacturing for Customer's Needs"IT Revolution in Japan and Taiwan, Direction for the 21^<st> Century. 128-132 (2000)

[Publications] 大見忠弘: "21世紀を見据えた新デバイス・新生産方式を提案"日経マイクロデバイス. 180. 177-182 (2000)

大見忠弘東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (20016463)