| 研究概要 |
本研究は、プラズマによる反応性スパッタリング(反応性イオンエッチング)や反応性堆積プロセス(反応性スパッタリング堆積、化学気相蒸着(CVD)等)にともなう表面反応に対する紫外光の役割を解明することを目的とする。プラズマスパッタリング(エッチング)に対してプラズマからの入射光がなんらかの影響を与えることは経験的に知られているが、その光誘起非平衡表面化学反応が、具体的にどの要素反応に強く関与するか、また、その物理機構はほとんど知られていない。2年目(最終年度)である今年度の研究としては、初年度に開発した分子動力学(MD)シミュレーションを用いて、具体的な表面反応のシミュレーションをおこない、また、質量分析低エネルギーイオンビーム装置をもちいて、紫外線とイオンビームの同時照射を行って、プラズマエッチングのおける表面反応に対する紫外光とイオン入射の相乗効果を実験的に確認した。具体的には、MDシミュレーションに、モンテカルロ(MC)法による緩和過程アルゴリズムを導入し、SiO_2の反応性スパッタリング堆積プロセスをおこなう一方、既存のSi, F, C, Oポテンシャル系にHを追加したポテンシャルを構築することにより、SiO_2/Siやポリマーに対するビームエッチングシミュレーションをおこなった。また、ビーム照射実験では、質量分析低エネルギーイオンビーム装置に紫外線源としてのArプラズマ装置を設置し、MgFの窓を通して、ビーム装置の反応チェンバーに紫外光を導入し、イオンビームと紫外線の同時照射実験を行った。これらの研究結果から、ポリマーに関しては、特に、光とイオンビームの相乗効果が大きいことが明らかになり、また、フロロカーボンによるシリコン酸化膜のエッチングにおいても、表面に堆積するフロロカーボン膜への光の影響を通して、シリコン酸化膜のエッチングプロセスにも影響を与えることが確認された。
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