| 研究課題/領域番号 |
09555046
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
機械工作・生産工学
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
安武 潔 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80166503)
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| 研究分担者 |
垣内 弘章 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10233660)
芳井 熊安 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30029152)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1999
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| キーワード | 異方性ドライエッチング / NF_3プラズマ / 中性Fラジカルビーム / レーザーコリメーション / レーザー冷却 / 準安定寿命 / ECRプラズマ / 誘導放射圧 |
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| 研究概要 |
本研究は、レーザ冷却法を用いて、Siウエハに対する横方向の速度成分をほぼゼロにした中世Fラジカルビームを発生させ、それを用いたSiウエハのダメージフリーな異方性ドライエッチング技術を開発することを目的とする。
1.Fラジカル生成用に、13.56MHzのRFプラズマを用いたラジカルガンを作製した。材料ガスの検討を行った結果、ラジカル生成効率、取り扱いの容易さ、反応生成物の有無の観点から、NF_3単体ガスが最適であることが分かった。
2.NF_3プラズマの精密発光分光により、レーザ冷却に必要なFラジカルの共鳴波長が685.793nmと求まった。
3.レーザ冷却遷移3p^4D^0_<7/2>【tautomer】3s^4P_<5/2>の下準位(3s^4P_<5/2>)は準安定状態であるため、その寿命τ_Fが本方法の実用化にとって非常に重要である。これまでの報告値は信頼性がなかったため、新たに共鳴蛍光強度の距離依存性の測定からτ_Fを求める方法を考案し、τ_F=3.7±0.5μsを得た。
4.3s^4P_<5/2>の準安定寿命τ_F=3.7±0.5μsを基に、Fラジカルのレーザコリメーションの可能性を検討した結果、自然放射圧を用いた冷却法は実用的ではなく、誘導放射圧を利用する必要があることが結論された。
5.高密度のFラジカルを発生させるため、ECRラジカルガンを新規開発した。このガンにより、RFプラズマを用いたラジカルガンに比べて、Siのエッチング速度を約20倍、発光波長685.793nmのラジカル密度を約80倍に増加させることに成功した。
6.イオン阻止電界の有無によるSiのエッチング速度を測定した結果、ラジカルのみで、半導体プロセスに必要なエッチング速度が実現できる見通しを得た。
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