| 研究課題/領域番号 |
20H00142
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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 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分14:プラズマ学およびその関連分野
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
白谷 正治 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (90206293)
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| 研究分担者 |
小林 達哉 核融合科学研究所, 研究部, 准教授 (30733703)
布村 正太 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 上級主任研究員 (50415725)
石川 健治 名古屋大学, 低温プラズマ科学研究センター, 教授 (60417384)
鎌滝 晋礼 九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (60582658)
富田 健太郎 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (70452729)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
45,110千円 (直接経費: 34,700千円、間接経費: 10,410千円)
2023年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2022年度: 12,870千円 (直接経費: 9,900千円、間接経費: 2,970千円)
2021年度: 12,870千円 (直接経費: 9,900千円、間接経費: 2,970千円)
2020年度: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円)
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| キーワード | 光ピンセット法 / 超高感度プラズマ電場計測 / プラズマシース / 微粒子 / 帯電量 / プラズマプロセス / 光捕捉微粒子 / 電場計測 / 電場揺動計測 / 帯電量導出 / 微粒子トラップ / 2体問題 / 光捕捉 / シース電場ゆらぎ / 高アスペクト比エッチング / 微粒子プラズマ / 高感度電場計測 / ゆらぎ / 高アスペクト比 / エッチング / 光ピンセット / シース電場揺らぎ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
プラズマプロセスで形成するナノ構造揺らぎの抑制が、３次元集積回路の超高層化における最重要課題である。本研究では、超高層３次元集積回路の実現に最も重要なエッチング形状揺らぎとプラズマ揺らぎの関係に焦点を当てる。高アスペクト比エッチングでは、イオンの指向性揺らぎが問題である。イオンの運動エネルギーの異方性に関係する微弱な電場揺らぎは従来の電場計測法では検知できない。本研究では、光捕捉微粒子を用いた超高感電場計測法を用いて、シース電場構造の時空間揺らぎの形成機構を解明する。プラズマ・基板間のシース電場の時空間構造揺らぎを実測するとともに、その発生原因を同定する。
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| 研究成果の概要 |
集積回路構造の更なる超高層化及び複雑化が進む中、高アスペクト比構造などにおけるプラズマエッチング及び成膜技術への要求レベルが高まっている。課題解決のために，プラズマプロセス中のマイクロ・ナノメールオーダーの微小空間での電場空間分布の解明とその揺動成分の制御が重要なファクターの一つとなっている。本研究では、光ピンセット法により捕捉されたプラズマ中の微粒子をプローブとして、マイクロメートルオーダーの高い空間分解能を持つ電場強度及びその揺動成分の計測方法の開発、計測精度向上のための微粒子の帯電量の新規実験的導出法の開発及び高アスペクト比構造を用いた入射イオンの振る舞いについて研究解明を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究によって開発及び精度向上された光ピンセットによる微粒子にかかる力計測を応用したプラズマの高精度電場計測法は、シース電場の時空間構造及び電場揺動を明らかにすることができることは学術的意義があり、また、半導体製造前工程におけるプラズマエッチングや成膜過程における膜質の微小な不均一性や加工揺らぎとそれらのプラズマ電場の微小な構造の揺らぎとの関係を解明することで、より高精度なプラズマプロセスを実現できることから社会的意義も大きくある。
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