プロセスプラズマの電子エネルギー分布関数と化学反応性の制御

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13780384
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 石島 達夫 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (00324450)
• キーワード: 電子エネルギー分布関数 / 高密度・低電子温度 / 表面波励起プラズマ / 化学反応種 / グローバルモデル / 出現質量分析法

研究概要

半導体の微細加工プロセスで用いられるプラズマは、高度な制御性が求められている。そのために、プラズマ中の化学活性種の組成を決定する電子エネルギー分布関数が重要視されている。本研究では、プラズマ中の化学活性種と電子エネルギー分布関数の制御に関する一般的な指針を得るために、次の項目について重点的に研究を行った。
(1)電子エネルギー分布関数の制御:電離電圧の異なる希ガスを混合させた時の電子エネルギー分布関数の計測を詳細に行い、バルクの電子温度は、粒子バランスから導出される電子温度とほぼ一致することを明らかにした。また電離電圧が低いガスを混合させることにより低温・低解離プラズマが生成できることを見出した。
(2)化学活性種組成比の希釈ガス依存性:圧力一定の条件下において希釈ガス種を変えたときのフルオロカーボンプラズマ中のラジカル組成を出現質量分析法により計測を行い、グローバルモデルより求めたラジカル組成比と定性的に一致することを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] 石島達夫, 菅井秀郎他1名: "Control of Electron Distribution Function and Radical Composition of Fluorocarbon Plasma by Rare Gas Selection"Control of Electron Distribution Function and Radical Composition of Fluorocarbon Plasma by Rare Gas Selection. 79-80 (2001)
• [文献書誌] 石島達夫, 菅井秀郎他1名: "Control of Electron Temperature by Mixing Rare Gases in Fluorocarbon Plasma"Bulletin of the American Physical Society. 6巻6号. 58 (2001)
• [文献書誌] 石島達夫, 菅井秀郎他1名: "Effects of Rare Gas Mixture on Electron Distribution Function and Fluorocarbon Radical Composition"Proceedings of 25th International Conference on Phenomena in Ionized Gases. 1巻. 157-158 (2001)
• [文献書誌] 石島達夫, 菅井秀郎他1名: "Effects of metastable atom contribution to Electron Temperature and radical composition in Fluorocarbon plasmas"Abstracts of Frontiers of Surface Engineering 2001. 208 (2001)
• [文献書誌] 石島達夫, 菅井秀郎他1名: "Electron Temperature Control by Rare Gas Mixing with Metastable Atom Contribution"Proceedings of International Conference of Dry Process Symposium 2001. 87-92 (2001)
• [文献書誌] 石島達夫, 菅井秀郎他1名: "Rare-gas based control of high density plasmas for silicon oxidation"Proceedings of 16th ESCAMPIG and 5th ICRP. 1巻. 325-326 (2002)