| 研究課題/領域番号 |
18540489
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
プラズマ科学
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
豊田 浩孝 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70207653)
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| 研究分担者 |
石島 達夫 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教 (00324450)
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| 研究期間 (年度) |
2006 – 2007
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| 研究課題ステータス |
完了 (2007年度)
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| 配分額 *注記 |
3,310千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 210千円)
2007年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2006年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
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| キーワード | マグネトロンスパッタ / 高エネルギー粒子 / 質量分析 / 多層膜 / 平坦膜 / ダメージフリー |
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| 研究概要 |
マグネトロンプラズマは、光学多層膜形成、磁性体薄膜形成、半導体製造における配線プロセスなど、さまざまな分野に用いられている。近年の薄膜形成の高精度化にともない、ナノレベルでの薄膜平坦性、多層膜の界面制御など、さまざまな要求が高まっている。例えば、磁気異方性を示すPt/Coなどの磁性多層膜においては、界面の平坦性や界面における原子のミキシングの抑制などが、膜の磁気特性に大きな影響を及ぼすことが知られている。しかしながら、スパッタによる多層膜形成においては、ナノレベルの界面制御は非常に難しく、その原因の解明と解決が課題となっている。
このような界面制御において、本研究代表者らは、スパッタプラズマ中の希ガス高エネルギー粒子に着目し、質量分析法を用いた高エネルギー希ガス粒子計測手法を確立するとともに、高エネルギー粒子を制御する方法について研究をおこなった。
本研究においては、まず従来型のDCマグネトロンスパッタ源の高エネルギーAr^+測定より、プラズマ中の高エネルギーAr原子フラックスの評価をおこなった。測定結果は粒子シミュレーションに照らし合わせることで妥当性が確認された。次に、高エネルギーArフラックスを抑制する方法としてターゲットにVHFとDC電圧を重畳したVHF-DC重畳型スパッタ源およびターゲットを円筒型にした円筒型マグネトロンスパッタ源の2つの手法を提案するとともに高エネルギーAr粒子の測定を行なったところ、両者ともに高エネルギー粒子の抑制が可能であることを示した。最後に、VHF-DC重畳型マグネトロンプラズマ源を用いて極薄磁性多層膜のスパッタ製膜をおこなった。その結果、数nmの極薄層を数10層重ねた磁性膜においても良好な磁気特性が発生することを確認した。このことは高エネルギーAr原子の抑制により、各層界面における原子ミキシングの抑制がおこなわれたものによると考えられる。
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