新タイプ磁気中性線放電(NLD)プラズマ生成法を用いた新しいスパッタ装置の開発

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14550269
• 研究機関: 宮崎大学
• 研究代表者: 本田 親久 宮崎大学, 工学部, 教授 (20037881)
• 研究分担者: 成 烈文 宮崎大学, 工学部, 助手 (50304837) ; 大坪 昌久 宮崎大学, 工学部, 助教授 (90041011)
• キーワード: 磁気中性線放電プラズマ / NLDプラズマ / プロセスプラズマ / スパッタリング / 容量結合型プラズマ / プラズマ局在化 / プラズマ動的制御 / 電子加熱

研究概要

本研究は、磁気中性線放電(NLD)プラズマの生成技術を用いた新しいスパッタ用プラズマ源の開発を目的として行なっている。磁気中性線放電(NLD)プラズマは、現在新プロセス用プラズマ源として極めて高いポテンシャルを有しており、高速・超均一・超微細プロセシングの実現のため、活発な応用研究が進められている。しかし、最初半導体エッチングプロセス用として提案されたため、その構造上の制約から様々の分野への応用には困難であった。それを解決するため、本研究においては、新しい容量結合型NLDプラズマ装置を提案している。
これまでの本研究の成果としては、1)まず誘導型の磁気中性線放電プラズマに対して、プラズマ生成や構造などについての実験及び理論的な考察を行い、プラズマの局在化の度合いは、磁界、電界強度から決定される換算電界強度で統一的に取り扱えることを明らかにした。2)次いで、新タイプの容量結合型NLDスパッタ実験装置を設計・作製してスパッタリングの基本動作特性の評価を行うと共に、新タイププラズマの構造及び生成原理について実験及びシミュレーション両方面から調べることにより、従来のNLDプラズマと同様の電子加熱が期待できることと、プラズマの動的制御を介しての新しいプロセス技術が可能になることを示した。
このNLDスパッタシステムが実用化されると、プラズマプロセスへの新しい展開が期待できる。現在、装置設計及び薄膜作製プロセスの指針を明らかにするため、さらに詳しい研究を行っている。

研究成果

• [文献書誌] Y.M.Sung, M.Otsubo, C.Honda: "Studies of a magnetic null discharge for sputtering application"Surface & Coatings Technology. (掲載予定). (2003)
• [文献書誌] Y.M.Sung, C.Honda: "Studies on the plasma localization of a magnetic neutral loop discharge using normalized radio freguency electric field"Journal of Vacuum Science and Technology B. Vol.20, No.4. 1457-1464 (2002)
• [文献書誌] 成烈文, 敦由悟, 大坪昌久, 本田親久: "磁場ヌル放電プラズマの動的制御に関する基礎研究"プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部 第6回支部大会 研究発表論文集. 1巻. 5-6 (2002)
• [文献書誌] S.Atsuta, Y.M.Sung, M.Otsubo, C.Honda: "A Study on the Sputtering Type Neutral Loop Discharge Plasma"2002 Joint Conference of ACED & K-J Symposium on Electrical Discharge and High Voltage Engineering. Vol.2. 483-486 (2002)
• [文献書誌] Y.M.Sung, M.Otsubo, C.Honda: "Plasma Dynamic Control of a Neutral Loop Discharge for Sputtering Application"Joint International Plasma Symposium of 6^<th> APCPST, 15^<th> SPSM, OS 2002 & 11^<th> KAPRA. Vol.1. (2002)