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2015 年度 実績報告書

プラズマエッチングにおけるナノスケール表面ラフネス・リップル形成機構の解明と制御

研究課題

研究課題/領域番号 15J04793
研究機関京都大学

研究代表者

中﨑 暢也  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2017-03-31
キーワードプラズマエッチング / イオン斜入射 / リップル構造形成 / 分子動力学法 / フーリエ変換赤外吸収分光法
研究実績の概要

本研究は、半導体集積回路デバイスやMEMS製作に用いられる微細加工技術の一つであるプラズマエッチングに関連するものです。プラズマエッチングは、プラズマ中で生成され、シース領域で高エネルギーに加速されて基板表面に垂直に入射する正イオンと、電気的に中性で化学反応活性な中性ラジカルとによる物理・化学的作用によって材料表面を加工し、基板上に微細な構造(数nm~数μm)を作製する技術です。本研究では特に、プラズマと加工される基板表面との相互作用の結果としてエッチング中の基板に生じる表面ラフネス(基板表面の荒れ)に着目し、その発現メカニズムの基礎的理解と制御法の確立を目標としています。
今年度は、(1)イオン斜入射によるリップル構造形成、(2)分子動力学法を用いたエッチング表面反応の解析、(3)フーリエ変換赤外吸収分光法を用いたエッチング中の基板表面温度測定に関して、研究を進め、論文投稿や学会発表等を行いました。(1)では、シースコントロールプレートを用いたプラズマからのイオン斜入射を実現、シミュレーションで予測されていたリップル構造の形成を世界で初めて実験実証し、2件の国際学会発表および1件の国内招待講演を行い、DPS Young Researcher Awardの受賞者に内定しました。(2)では、塩素・臭素系プラズマによるSiエッチングの表面反応に関する論文をJournal of Applied Physics誌にて発表し、またSiClxイオンによるSiエッチングの表面反応に関する論文(Japanese Journal of Applied Physics誌、2014年4月)により、第37回(2015年度)応用物理学会論文奨励賞を受賞、第76回応用物理学会秋季学術講演会にて招待講演を行いました。(3)では、フーリエ変換赤外吸収分光法を用いたエッチング中の基板表面温度測定が可能であることを実験実証し、1件の国内学会発表を行いました。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Molecular dynamics simulations of Si etching in Cl- and Br-based plasmas: Cl+ and Br+ ion incidence in the presence of Cl and Br neutrals2015

    • 著者名/発表者名
      Nobuya Nakazaki, Yoshinori Takao, Koji Eriguchi and Kouichi Ono
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 118 ページ: 233304-1~18

    • DOI

      10.1063/1.4937449

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] フーリエ変換赤外吸収分光法を用いたプラズマエッチングにおける基板表面温度測定2016

    • 著者名/発表者名
      中崎暢也、福島大介、宮田浩貴、津田博隆、鷹尾祥典、江利口浩二、斧高一
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] シースコントロールプレートを用いたプラズマエッチングにおけるイオン斜入射によるリップル形成2016

    • 著者名/発表者名
      中崎暢也、松本悠、園部蒼馬、鷹尾祥典、江利口浩二、斧高一
    • 学会等名
      応用物理学会シリコンテクノロジー分科会第189回研究集会
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス
    • 年月日
      2016-02-19 – 2016-02-19
    • 招待講演
  • [学会発表] Experimental demonstration of oblique ion incidence with sheath control plates during plasma etching of silicon2015

    • 著者名/発表者名
      Nobuya Nakazaki, Haruka Matumoto, Soma Sonobe, Yoshinori Takao, Koji Eriguchi, and Kouichi Ono
    • 学会等名
      37th International Symposium on Dry Process
    • 発表場所
      Awaji Yumebutai International Conference Center
    • 年月日
      2015-11-05 – 2015-11-06
    • 国際学会
  • [学会発表] Surface rippling by oblique ion incidence during plasma etching of silicon: Experimental demonstration using sheath control plates2015

    • 著者名/発表者名
      Nobuya Nakazaki, Haruka Matsumoto, Koji Eriguchi, and Kouichi Ono
    • 学会等名
      68th Annual Gaseous Electronics Conference / 9th International Conference on Reactive Plasmas / 33rd Symposium on Plasma Processing
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center
    • 年月日
      2015-10-12 – 2015-10-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Molecular dynamics simulations of silicon chloride ion incidence during Si etching in Cl-based plasmas2015

    • 著者名/発表者名
      中崎暢也、鷹尾祥典、江利口浩二、斧高一
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-09-13 – 2015-09-16
    • 招待講演
  • [備考] 京都大学工学研究航空宇宙工学専攻推進工学分野

    • URL

      http://www.propulsion.kuaero.kyoto-u.ac.jp/

URL: 

公開日: 2016-12-27  

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