2020 Fiscal Year Research-status Report
超臨界CO2流体を用いた難プラズマエッチング材料の熱化学ドライエッチング
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19K04466
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
近藤 英一 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (70304871)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 超臨界流体 / 貴金属 / エッチング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、超臨界CO2流体を用いて貴金属・準貴金属(Pt, Cu, Coなど)などの難プラズマエッチング材料を「ドライ」エッチング除去する新規薄膜プロセスに関するものである。今年度は装置の作製、試料調製、エッチング可能性の検証を行った。
昨年度はフロー式超臨界CO2装置の準備と反応容器内の設計を行った。エッチングは金属の酸化反応であり、酸素源の供給方法が反応特性に大きく影響する。そこで、今年度は、酸化ガス（O2）の供給位置、反応容器壁材質、ならびに試料のOイオン注入処理の影響について検討をおこなった。また、当初計画にはなかったが最近集積回路に導入の進むRuについても新たに検討を行うこととした。
金属Cu、Ni、Pt、Ruの各薄膜試料を準備した。薄膜の堆積には研究室の共通施設の三元スパッタ装置を用いた。エッチング反応を促進するために添加する錯化剤（Hhfac)ならびにO2ガスを共添加し、高圧ポンプCO2とともに圧送した。圧力10～15MPa、温度250℃～300℃程度である。
Cu、Niは本プロセスでエッチングされやすい比較材料として用いたが、O2ガスの供給位置の影響が顕著に表れた。一方PtおよびRuの場合にはほとんど影響が見慣れなかった。しかしOをイオン注入したPtとRuでは明らかに影響がみられた。これは酸化状態にある金属が添加配位子と反応しやすいことを意味しており、エッチング速度機構を検討するうえで貴重な知見が得られた。
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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
研究計画では、2020年度にPtエッチングに及ぼすO注入の影響を主に検討することになっており、本研究の主眼の一つであるから、この点では計画通り進んでいる。また、近年集積回路材料として急速に注目が集まっているRuについてもO注入の有無を確認できた。
計画書では他の酸化剤も試みることになっているが、反応容器壁材質やガス添加位置の影響など新たな知見が得られており、またRuなど新規な貴金属プロセスにも着手しており、全体的にはおおむね当初計画通りに進んでいると判断している。
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| Strategy for Future Research Activity |
おおむね当初計画通りに進行しているが、エッチング速度が思ったほど上がらない。これについてはOやO2添加濃度が反応温度に影響するためと考えている。
おおむね参加状態に関する知見が得られたので、今年度は当初計画通り超臨界エッチングプロセスのその場観察に着手する予定である。
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