2016 Fiscal Year Annual Research Report
水素サイクルによるケミカルフリー高品位半導体基板創成プロセスの開発
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16H04245
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
大参 宏昌 大阪大学, 工学研究科, 助教 (00335382)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安武 潔 大阪大学, 工学研究科, 教授 (80166503)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 材料加工・処理 / プラズマ加工 / 水素 / 電子・電気材料 / 精密部品加工 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、高密度水素プラズマによる、A：加工条件と加工特性の相関解明、B：プロセス雰囲気不純物が加工特性に与える影響、ならびにC：ストレスリリーフ特性の解明に取り組んだ。
まず、基板ステージ温度を、低温側は液体窒素温度、高温側は300°Cまで昇温し実験を行った。その結果、基板ステージ温度を0°C±10°Cで設定した場合、最もエッチングレートが高くなることが分かった。これより高温側では、急激にエッチングレートが低下するものの、低温側では、エッチングレートの低下度合いは顕著では無く、液体窒素温度においても、およそ1割程度減少するのみであることが明らかとなった。また、エッチング後のSi基板の表面粗さは、7um/min以上のエッチング速度が得られる条件では、Ra=0.4-0.6 nm程度であるものの、基板温度を160°Cに設定し、エッチング速度を低下させると、表面粗さがRa=2.0nm以上に増加した。この表面粗さが大きくなる傾向は、例えばガス流量を変化させ、同じ加工深さの試料を作製した場合、エッチング速度が低い低流量でのエッチング条件でも観察された。そこで、これらの試料の表面近傍の結晶性を透過電子顕微鏡により比較したところ、低流量化によりエッチングレートを低下させて表面粗さを増大させた試料では欠陥の生成が観察されないものの、高温化によりエッチングレートを低下させた試料では、顕著なバルク欠陥の生成が確認され、温度が重要なパラメータである事が明らかとなった。また低温エッチングでは、水素ガスの露点が、エッチングレート、ならびに表面粗さに与える影響が大きいことが明らかとなった。
さらに、Siのエッチング基礎特性を調べる中で、加工現象の比較のため金属をエッチング対象に選択し実施したところ、水素プラズマにより金属が加工される現象を新たに発見した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画で本年度目標とした解明すべき事項（水素プラズマ加工の基礎特性の解明、水分が加工特性に与える影響、さらには加工変質層除去や応力除去の可否）について、大凡その目標は達成されており、一部計画を前倒しして取り組んでいる事項も存在する。また新たな加工現象の発見にもつながった。このため、研究は順調に進展していると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究は順調に推移しており、新たな加工現象も発見された。今後も、当初の研究計画を順調に遂行すると同時に、本研究で新たに発見された金属に対する加工現象についても、Siとの比較対象として検証して行く予定である。
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Research Products
(4 results)
