2017 Fiscal Year Annual Research Report
Anisotropic plasma CVD using pressure-controlled micro plasmas
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16K13922
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
白谷 正治 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (90206293)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 異方性堆積 / プラズマCVD / 製膜形状制御 / マイクロプラズマ / カーボン保護膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、カーボン系薄膜は高硬度・高耐摩耗性を有するという点から注目されており、MEMS,NEMSなどに対する応用が強く期待されている。研究代表者がこれまでに精力的に取り組んできた溝付き基板上への選択的カーボン薄膜の堆積は、高エッチング選択比を有するマスクとして利用できるため、ULSI製造において極めて重要な技術である。本研究では、MEMSやULSI製造用マスク等への応用が展開できるカーボン薄膜を主な対象として、「マイクロ放電をもちいたプラズマ異方性CVD」技術を確立する。本研究の目的の実現に向け、２年間の研究期間で１）ガス圧力による選択的プラズマ生成技術の開発、２）反応性ガスを用いた圧力可変プラズマ制御による選択的膜堆積の実証について研究する。
平成29年度は、平成28年度に引き続き上述した2つの研究項目について実験を行った。
材料ガスとして、トルエン、希釈ガスとしてArとH2を用いて、平行平板電極に高周波電圧を印加してプラズマを生成した。昨年度明らかにしたガス圧力5Torrでの高速製膜条件における膜密度の向上のため、膜密度と製膜速度に対する基板バイアス依存性を調べた。バイアス電圧（薄膜入射イオンエネルギー）の最適化により、製膜速度81.1nm/min、密度1.81g/ccの両立に成功した。加えて、水素によるエッチングの効果を制御し、バイアスなしで表面粗さRMSが0.93nmの平坦膜を製膜速度55.1nm/minで成功した。得られた成果を基に、トレンチ基板への高速製膜について検討し、従来の3倍の堆積速度で側面なしの堆積に成功、高ガス圧下で高製膜速度かつ異方性製膜に成功した。更なる製膜特性向上のため、13.56MHz+27.12MHzの任意電圧波形を用いてプラズマを生成した。２つの高周波の位相制御によるイオンエネルギー制御と膜密度向上に成功した。
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