| 研究概要 |
ナノスケールのプラズマ微細加工技術開発のためのプラズマ・固体表面相互作用について,実験・シミュレーションの両面から,プラズマエッチングにおける表面ラフネス(凹凸)形成機構の解明と,エッチング反応生成物の電荷状態の解明を進めた.具体的には, [1]モンテカルロ法をベースとした原子スケールセルモデル(ASCeM)を駆使して,入射イオンエネルギー・フラックス,および中性ラジカル/イオンフラックス比を変化させた場合のプラズマ加工形状・表面ラフネスのパターン幅依存性をシミュレーし実験と比較することにより,ナノスケールの形状・ラフネス形成における局所微細パターン内表面でのイオン反射の影響を明らかにした. [2]古典的動力学(MD)法に関して,イオンの斜め入射,およびラジカルの同時入射を考慮した改良モデルを構築し,エッチング基礎特性(エッチング収率,表面反応層,ラフネス)について,改良MDモデルがプラズマ実験をよく再現することを明らかにした. [3]基板表面のシースを含むプラズマ状態をシミュレートする粒子モデル(PIC/MC)をベースに,基板表面からイオン・電子が脱離する場合のプラズマおよび表面への影響をモデル化した. [4] Cl_2系プラズマによるSiエッチング,およびBCl_3系プラズマによるHfO_2エッチングについて,基板へのパルスバイアス印加によって基板表面から脱離する反応生成物(イオン,中性粒子)の組成と動的挙動を,四重極質量分析を用いて調べた.これらの実験・シミュレーションの成果は,プラズマナノ加工における表面ラフネスと反応生成物の統一的機構解明と制御につながる
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