表面磁場を用いる大口径RFプラズマの開発

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04558002
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 菅井 秀郎 名古屋大学, 工学部, 教授 (40005517)
• 研究分担者: 中村 圭二 名古屋大学, 工学部, 助手 (20227888) ; 豊田 浩孝 名古屋大学, 工学部, 講師 (70207653)
• キーワード: プラズマプロセス / 誘導結合型プラズマ / ヘリコン波プラズマ / プラズマエッチング / 選択ドライエッチング / ITO薄膜 / ファラデシールド / ラジカル

研究概要

1.誘導結合型RF放電の物理機構を解明するために、発光分析を行って電子の加速の様子を実測した。その結果、アンテナ直下の表皮効果の領域から電子の加速が起こっていることが証明された。また、アンテナをファラデーシールドすることにより、プラズマとの静電的結合を抑制できることを示した。
2.誘導結合型RFプラズマをもちいてITO膜のドライエッチングを行なった所、これまでになく高速のエッチングが可能であることがわかった。また、ハロゲンやメタンを使わずに、水素やヘリウムの放電によってクリーンなエッチングが実用的速度で行なえることが解った。また、エッチングによる化学反応生成物を検出し、物理スパッタリングも調べてエッチングの機構を調べた。
3.誘導結合型RF放電をCF_4/H_2を用いて行い、SiO_2/Siの選択エッチングの研究を進めた。プラズマ内のラジカル測定から、高選択比を得るにはラジカル密度比(CF_x/F)を大きくする必要があり、プラズマ容器の加熱と放電のパルス化により、その比を大きくできることを初めて示した。
4.ヘリコン波プラズマの生成機構について調べ、弱磁場(<100 G)で低RFパワー(< kW)の放電は、ヘリコン波よりもアンテナ近接場による電子加速が重要であることを見出した。

研究成果

• [文献書誌] Y.Hikosaka,M.Nakamura,H.Sugai: "Free Radicals in an Inductively Coupled Etching Plasma" Japanese Journal of Applied Physics. 33. 2157-2163 (1994)
• [文献書誌] H.Sugai,K.Nakamura,K.Suzuki: "Electrostatic Coupling of Antenna and the Shieding Effect in Inductive RFPlasmas" Japanese Journal Applied Physics. 33. 2189-2193 (1994)
• [文献書誌] 菅井秀郎: "低圧力・高密度プラズマの新しい展開" 応用物理. 63. 559-567 (1994)
• [文献書誌] K.Nakamura,T.Imura,H.Sugai.M.Ohkubo,K.Ichihara: "High-Speed Etching of Indium-Tin-Oxide Thin Films using an Inductively Coupled Plasma" Japanese Journal Applied Physics. 33. 4438-4441 (1994)
• [文献書誌] S.Ito,K.Nakamura,H.Suga: "Radical Control by Wall Heating of a Fluorocarbon Etching Reactor" Japanese Journal of Applied Physics. 33. L1261-L1265 (1994)