Elucidation of plasma-induced defect generation mechanism during atomic layer etching

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K14453
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 14030:Applied plasma science-related
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: Tsutsumi Takayoshi 名古屋大学, 低温プラズマ科学研究センター, 助教 (50756137)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: プラズマエッチング / イオン誘起ダメージ / 原子層エッチング / 半導体プロセス

Outline of Final Research Achievements

This research investigated plasma-induced defects generated in the reaction field for ALE (Atomic Layer Etching) by constructing atomic resolution surface analysis method using various In-situ surface observation systems. The surface analysis method clarified the relationship between ion bombardment to a surface and radical adsorption, and dangling bond distribution generated by the ion bombardment. In addition, we quantitatively analyzed the behavior of the element composition ratio due to residual radicals as impurities and selective desorption during radical irradiation and ion bombardment for ALE.

Free Research Field

プラズマ応用

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

このイオン誘起ダメージとラジカル吸着の関係性を明らかにしたことにより原子層エッチングに要求されている材料選択性のみならず形状選択性をもつ新規プロセスの開発にも有効である。また、本研究の成果として、イオン誘起ダメージの抑制には限界があることが確かめられ、イオンを用いない新規原子層エッチングプロセスの研究へと発展した。また、今回得られた知見はプラズマプロセスの代表的である反応性イオンエッチングやプラズマ化学気相堆積においても重要なものであり、原子層エッチングのみならず今後研究開発されるあらゆるダメージレス半導体プラズマプロセスへ資する科学的基盤となる。