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高性能ビーム装置を用いる表面反応過程の研究

研究課題

研究課題/領域番号 10308016
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 プラズマ理工学
研究機関名古屋大学

研究代表者

菅井 秀郎  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (40005517)

研究分担者 石島 達夫  名古屋大学, 工学研究科, 助手 (00324450)
豊田 浩孝  名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (70207653)
中村 圭二  中部大学, 工学部, 助教授 (20227888)
研究期間 (年度) 1998 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
38,470千円 (直接経費: 38,200千円、間接経費: 270千円)
2001年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2000年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1999年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1998年度: 35,300千円 (直接経費: 35,300千円)
キーワードプラズマプロセス / エッチング / CVD / 表面反応 / 中性ラジカル / イオンビーム / シリコン / XPS / プロズマプロセス
研究概要

半導体プラズマプロセス(エッチング、CVD)における表面反応を基礎的に解明するために、高度に制御されたビーム実験をおこなった。すなわち、プロセスのかぎと考えられる2,3種類の活性イオン種を選んでエネルギーやフラックス比を変えて基板に入射させ、表面から放出する種々のイオン、ラジカル、反応生成物を四重極質量分析計を用いて高感度に検出する。同時に基板表面をin-situ XPSを用いて分析し、気相診断の結果と合わせて総合的な表面反応の解明を試みるのが本研究の目的である。
本研究は以下の項目について重点的に研究をおこなった。
(1)ビーム実験装置の高性能化:従来用いてきた装置の改造により中性ラジカル検出能力を向上させ、またin-situ XPS装置を取り付け、その場表面分析を可能とした。
(2)フロン系ビームとシリコンの反応の研究:CF_3^+、CF_2^+ビームをシリコン基板に照射し、エッチング生成物であるSiF系分子およびラジカル、またCF系ラジカルの計測に成功した。さらに表面状態のその場観察をおこなった。
(3)フロン系ビームとシリコン酸化膜の反応の研究:CF_3^+、CF_2^+ビームをシリコン酸化膜に照射し、エッチング生成物や表面状態のその場観察をおこなった。またシリコン酸化膜のエッチングレートとエッチング生成物などの表面脱離物との相関を詳しく調べた。
(4)フッ素イオンビームとシリコンの反応の研究:エッチングにおける重要な活性種であるフッ素について、シリコンとの反応を詳しく調べ、SiF_x系の脱離生成物を検出した。

報告書

(5件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (36件)

  • [文献書誌] 菅井 秀郎: "Chemical Activity of Reactive Ions Impinging on a Surface"Gordon Research Conference on Plasma Processing Science. 1巻. 30-38 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 菅井 秀郎: "Diagnostics for Insight into Fluorocarbon Plasma Chemistry"Abstract of 46th American Vacuum Society Symposium (October 25-29, 1999, Seattle, USA). 1巻. 37-37 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 豊田浩孝, 菅井秀郎: "Beam Study of the Interaction of CF_3^+ Ion with Silicon Surface"Extended Abstracts of International Workshop on Basic Aspects of Non-equilibrium Plasmas Interacting with Surfaces. 1巻. 20-20 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 豊田浩孝, 菅井秀郎: "Interaction of CF_3^+ Ion Beam with Slicon Surface"3rd Inernational Workshop on Fluorocarbon Plasmas (20-22 March, 2000, Grenoble, France). 1巻. 25-25 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 豊田浩孝, 菅井秀郎 他2名: "Reaction Processes on Silicon Surface Irradiated by Fluorocarbon Ion Beams"Proceedings of Dry Process Symposium. 211-216 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 豊田浩孝, 菅井秀郎 他2名: "Beam experiment on fluorocarbon-based etching of Si and SiO_2 surfaces"Proceedings of International Conference on Phenomena in Ionized Gases. 1巻. 91-92 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Sugai,: "Chemical Activity of Reactive Ions Impinging on a Surface"Gordon Research Conference on Plasma Processing Sciences. 1. 30-38 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Sugai,: "Diagnostics for Insight into Fluorocarbon Plasma Chemistry"Abstract of 46th American Vacuum Society Symposium (October 25-29, 1999, Seattle, USA). 1. 37 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Toyoda and H. Sugai: "Beam Study of the Interaction of CF Ion with Silicon Surface"Extended Abstracts of International Workshop on Basic Aspects of Non-equilibrium Plasmas Interacting with Surfaces. 1. 20 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Toyoda and H. Sugai: "Interaction of CF_3^+ Ion Beam with Silicon Surface"Brd International Workshop on Fluorocarbon Plasmas, ( 20-22 March, 2000, Grenoble, France). 1. 25 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Toyoda, H. Sugai et. all: "Reaction Processes on Silicon Surface Irradiated by Fluorocarbon Ion Beams"Proceedings of Dry Process Symposium. 211-216 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Toyoda,H. Sugai et. all: "Beam experiment on fluorocarbon-based etching of Si and SiO surfaces"Proceedings of International Conference on Phenomena in Ionized Gases. 1. 91-92 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 豊田浩孝, 菅井秀郎 他2名: "Beam experiment on fluorocarbon-based etching of Si and SiO_2 surfaces"Proceedings of International Conference on Phenomena in Ionized Gases. 1巻. 91-92 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 石島達夫, 池田正巳, 菅井秀郎: "Effects of Rare Gas Mixture on Electron Distribution Function and Fluorocarbon Radical Composition"Proceedings of International Conference on Phenomena in Ionized Gases. 1巻. 157-158 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 菅井秀郎, 豊田浩孝 他5名: "Electron energy distribution functions and the influence on fluorocarbon plasma chemistry"Plasma Sources Science and Technology. 10巻. 378-385 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 豊田浩孝, 大石晃宏, 菅井秀郎: "High Rate Deposition of Micro-and Poly-Cristalline Silicon Filmas by a Surface-Wave Excited H_2/SiH_4 Plasma"Abstracts of the 14th Symposium on Plasma Science for Materials. 1巻. 76-76 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 豊田浩孝, 菅井秀郎 他2名: "Observation of Fluorocarbon Beam Intertraction with Si and SiO_2 Surface"Proceedings of International Symposium on Dry Process. 1巻. 69-74 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 石島達夫, 池田正巳, 菅井秀郎: "Electron Temperature Control By Rare Gas Mixing With Matastable Atom Contribution"Proceedings of International Symposium on Dry Process. 1巻. 87-92 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 豊田浩孝,菅井秀郎 他2名: "Reaction Processes on Silicon Surface Irradiated by Fluorocarbon Ion Beams"Proceedings of Dry Process Symposium. 211-216 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 菅井秀郎 他3名: "Transition of electron heating mode in a planar microwave discharge at low pressures"Applied Physics Letters. 77巻22号. 3523-3525 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] GHANASHEV Ivan,菅井秀郎: "Multiple eigenmode analysis and density jumps in planar surface-wave plasmas with slot-antenna excitation"Physics of Plasma. 7巻7号. 3051-3061 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 菅井秀郎,豊田浩孝: "Measurements of Electron-Impact-Dissociation Cross Section for Neutral Products"AIP Conference Proceedings. 500巻. 349-358 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 小倉輝,菅井秀郎: "Dependence of Fluorocarbon Plasma Chemistry on the Electron Energy Distribution Function"Japanese Journal of Applied Physics. 39巻5A号. 2847-2853 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 小島徹也,菅井秀郎 他4名: "Wall Heating Effect on Crystallization of Low-Temperature Deposited Sillicon Films from an Inductively-coupled Plasma"Japanese Journal of Applied Physics. 40巻1号. 322-325 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 菅井秀郎: "Diagnostics for Insight into Fluorocarbon Plasma Chemistry"Abstract of 46th American Vacuum Society Symposium (October 25-29,1999,Seattle,USA). 1巻. 37 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 永津雅章 他5名: "Characteristics of Ultrahigh-Frequency Surface Wave Plasmas Excited at 915 MHz"Japanese Journal of Applied Physics. 38巻6AB号. L679-L682 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Ghanashev,Ivan 他3名: "Local Resonant Excitation of Plasma Oscillations in a Planar Surface-Wave Plasma Device"Plasma Sources Science and Technology. 8巻. 363-369 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 豊田浩孝、菅井秀郎: "Beam Study of the Interaction of CF^+_3 Ion with Silicon Surface"Extended Abstracts of International Workshop on Basic Aspects of Non-equilibrium Plasmas Interacting with Surfaces. 1巻. 20 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 中村圭二 他3名: "Alternating Ion Bombardment Technique for Wall Surface Control in Depositive Plasma Processing"Journal of Vacuum Science and Technology A. 18巻1号. 137-142 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 豊田浩孝、菅井秀郎: "Interaction of CF^+_3 Ion Beam with Silicon Surface"3rd Inernational Workshop on Fluorocarbon Plasmas (20-22March,2000,Grenoble,France). 1. 25 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 菅井秀郎: "Chemical Activity of Reactive Ions Impinging on a Surface" Gordon Research Conference on Plasma Processing Science. 1巻. 30-38 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 鈴木啓之 他2名: "Power Transfer Efficiency and Mode Jump in an Inductive RF Discharge" Plasma Sources Science and Technology. 7巻. 13-20 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 菅井秀郎 他2名: "Higy-Density Flat Plasma Production Based on Surface Waves" Plasma Sources Science and Technology. 7巻. 192-205 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 永津雅章 他2名: "Production and Control of Large Diameter Surface Wave Plasma" Plasma Sources Science and Technology. 7巻. 230-237 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] I.Ghanashev 他3名: "Large-Area High-Density Plasma Excitation Using Standing Pure and Hybrid Surface Waves" Journal of Vacuum Science and Technology A. 16巻13号. 1537-1541 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 菅井秀郎: "High-Density Plasma Sources and Technology for the Next Generation" Abstract of 4th Int.Conference on Reactive Plasmas. 1巻. 183-184 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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