2021 Fiscal Year Annual Research 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 |
本研究では、集積回路材料用いられる貴金属などの難エッチング材料を超臨界CO2を用いてエッチング・除去する技術の基礎的な検討を行っている。すでにCu, Ni, Co, Pt薄膜のエッチングに成功しているが、定量的なエッチング速度やメカニズムについては未着手であった。薄膜ではごく微量な変化を検討できない。またPtエッチングについては再現性が低いという問題もあった。
そこで速度論的な検討を進めるべく今年度は金属粉体を用い温度、エッチャント濃度依存性を確かめることとした。金属粉体を用いるため反応容器を工夫し超臨界CO2にアセトンに溶解したHhfac(Hexafluoroacetylacetone)とO2を供給し10MPaで処理した。
今回CuとCoについてエッチングを行ったが、いずれもエッチング量は秤量で確認できるに十分な量であった。O2を添加しなかった場合を除いてほとんど全ての条件で質量が減少し、温度が高いかHhfac濃度依存性が高い場合にエッチング量が多かった。
エッチング試料のXPSでは、O, C, Fが検出された。高温ではOが強く検出され、Fは多くの場合検出された。各元素濃度や濃度比と実験条件との対応を行った。
エッチングは金属の酸化反応と錯化反応のバランスで決まると考えられるが、低温の場合酸化反応があまり進まず引き続く錯化反応が進行しづらくエッチング量が低い。一方高温の条件の場合は錯化反応に比べて金属の酸化反応が大きく進み、酸化による質量増加が上回り結果的にエッチング量が低下した。
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