| 研究概要 |
半導体のプラズマプロセス(エッチング,CVD)における表面反応を基礎的に解明するために、高度に制御されたビーム実験を行う。すなわち、プロセスの鍵と考えられる2,3種類の活性イオン種を選んでエネルギーやフラックス比を変えて基板に入射させ、表面から放出される種々のイオン、ラジカル、反応生成物を四重極質量分析計を用いて高感度に検出する。同時に基板表面をFI-IRやXPSなどを用いて分析し、気相診断の結果と合わせて総合的な表面反応の解明を試みるのが本研究の目的である。
本年度は次の項目について重点的に研究を行った。
(1) ビーム実験装置の高性能化:従来用いてきた装置の大改造を行って、中性ラジカルの検出能力の向上をはかった。すまわち、プラズマの代わりに電子ビームによるガスの電離、液体窒素冷却による背景ラジカル信号の除去、チョッパーやビーム変調等によるS/N比の改善を進めた。その結果、これまで不可能であったラジカルの検出が一部、観測できるまでになった。
(2) フロン系ビームの実験:シリコンや酸化膜のエッチングにおけるエッチング機構や選択比制御に関する知見を得るため、フロン系ビーム(CF_X^+イオン、CF_Xラジカル)の入射実験を行った。最初は、表面におけるチャージアップの問題をさけるために、基板としてシリコンを用いた。そして、これまで測定できなかったCF_3^+入射時に表面から放出される中性ラジカルCF_2,CFの測定に成功した。
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