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

2003 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, 助教授 (50304837) ; 大坪 昌久 宮崎大学, 工学部, 教授 (90041011)
• キーワード: 磁気中性線放電プラズマ / ヌル磁場 / プロセスプラズマ / スパッタリング / 容量結合型NLD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、新しい容量結合型NLDプラズマ装置を提案した。
これまでの研究成果としては、1)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。今後、装置設計及び薄膜作製プロセスの指針を明らかにし、実際の産業分野に活かしていくためのプロセス研究が必要であると考えられる。

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. 171. 178-182 (2003)
• [文献書誌] Y.M.Sung, C.Honda: "Studies on the plasma localization of a magnetic neutral loop discharge using normalized radio frequency electric field"Journal of Vacuum Science and Technology B. 20・4. 1457-1464 (2002)
• [文献書誌] Y.M.Sung, S.Atsuta, M.Otsubo, C.Honda: "A Sputtering Type Neutral Loop Discharge Plasma"Proc.2003 IEEE International Conference on Plasma Science (Korea). 431-431 (2003)
• [文献書誌] S.Atsuta, Y.M.Sung, M.Otsubo, C.Honda: "Magnetic null discharge sputtering with full target erosion"Proc.4th Asian-European International Conference on Plasma Surface Engineering (Korea). 98-98 (2003)
• [文献書誌] S.Atsuta, Y.M.Sung, M.Otsubo, C.Honda: "A Novel Sputter System with Full Target Erosion"Proc.2003 Japan-Korea Joint Symposium on Electrical Discharge and High Voltage Engineering (Nagasaki). 337-340 (2003)
• [文献書誌] S.Atsuta, Y.M.Sung, M.Otsubo, C.Honda: "A Study on the Sputtering Type Neutral Loop Discharge Plasma"Proc.2002 Joint Conference of ACED & K-J Symposium on Electrical Discharge and High Voltage Engineering (Korea). 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"Proc.Joint International Plasma Symposium of 6^<th> APCPST, 15^<th> SPSM, OS 2002 & 11^<th> KAPRA, (Korea). 151-151 (2002)