| 研究課題/領域番号 |
12355014
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
電子・電気材料工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
大見 忠弘 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (20016463)
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| 研究分担者 |
平山 昌樹 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70250701)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
40,410千円 (直接経費: 38,100千円、間接経費: 2,310千円)
2001年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
2000年度: 30,400千円 (直接経費: 30,400千円)
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| キーワード | 小規模生産ライン / 段階投資 / マイクロ波プラズマ / プラズマプロセス / CVD / BED / ガス供給システム / バックポンプ / LSI / RLSA / シャワープレート / クラスターツール / 半導体生産 / エッチング |
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| 研究概要 |
次世代グローバルネットワーク時代を支える圧倒的な情報処理能力を有する少量多品種カスタムLSIを高効率量産する経済性に優れた小規模段階投資型生産ラインを実現するために半導体製造装置に課せられる要件として、高度なプロセスを高速に行える以外に、優れた汎用性を有すること、全ての微細化世代に対応すること、機差が無く完全な再現性を有することが挙げられる。
本研究において、我々がこれまで開発してきたマイクロ波励起プラズマ装置に2段シャワープレート構造を新たに導入した画期的なプラズマプロセスの開発を行った。マイクロ波で励起したKr/O_2プラズマの低電子温度拡散プラズマ領域にSiH_4ガスを導入しシリコン酸化膜のCVD成膜を行った。その結果、界面準位密度が4×10^<10>eV^<-1>cm^<-2>、絶縁耐圧12MV/cm以上を示す、熱酸化膜とほぼ同等の電気的特性を持つ酸化膜の形成に成功した。また、LSIデバイスの更なる微細化・高速化・高機能化を実現するため、BEDマグネトロンプラズマを用いてSiO_2絶縁膜エッチング技術の開発を行い、Xeを用いた低電子温度プラズマにより原料ガスの過剰解離を抑えることでキャリアの不活性化は完全に抑制できることを明らかにした。また、Cリッチで結合エネルギの大きいC_5F_8ガスを用いることで対レジスト選択比20を実現し、同時に0.08μmまでマイクロローディング効果なくエッチング可能であることを示した。
小規模生産ラインでは、極めて短い時間にパージガスとプロセスガスの置換あるいはプロセスガス組成を瞬時に切り替えるガス供給システムが求められる。本研究において、ガス供給にガス圧力制御流量制御方式を採用し、また排気ポンプ2次側に流すパージガス流量を瞬間的に制御し排気速度を同時制御することで、2秒以内でチャンバガス圧力及びガス組成を安定化させることに成功した。
現在半導体・液晶用プロセス装置に使われているターボ分子ポンプやバックポンプはプロセスが行われている数十〜数百mTorrの圧力領域において排気能力が低く、大量のガスを流す必要のある高速プロセスには適していない。本研究において、ポンプのローターを不等リード、不等傾斜角スクリュー構造にすることにより粘性流域から分子流域にわたり高い排気能力を有する新しいバックポンプを開発した。このポンプは反応性生物の堆積がなく、メンテナンスフリーで小型で低消費電力であるため小規模生産ラインに最適である。
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