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本研究では、３次元IC 作製プロセスの重要課題である、微細穴への銅の高速埋め込みを実現するため、液中プラズマプロセスを用いてサイズ制御した銅ナノ粒子を生成し、液中でイオン化した銅ナノ粒子を、表面張力による浮力と静電力を利用して、自動的に微細
穴に埋め込む新しいプラズマプロセスを創成することを目的としている。これを実現するため、サイズ制御した銅ナノ粒子の作製に重要なパラメータを明らかにし、ナノ粒子の微細穴への埋め込みに最適なパラメータ及びパラメータ範囲を明らかにする。また、水素プ
ラズマを用いたアニールを用いてナノ粒子埋め込み後の穴の中の銅の純度とグレインサイズを向上するための条件を明らかにする。
平成26年度は、平成25年度に引き続き、微細穴への銅の高速埋め込み実現に必須のプラズマ異方性CVDに関する原理検証と、液中プラズマを用いたナノ粒子作製について研究した。プラズマ異方性CVDについては、昨年度得られた高密度薄膜の高速製膜の製膜機構を解明するため、発光分光計測や膜質のバイアス電圧依存性をなどを計測し、電子密度、ラジカル密度と膜中水素結合の相関などを明らかにした。
次に、液中プラズマを用いたシリコンや金、炭素を原料としてナノ粒子を作製し、いずれも一次粒子は10nm程度以下であった。また、液中プラズマで作製したシリコンナノ粒子溶液にZnOナノ構造を持った基板を漬け込んだ後、XRFで成分分析した。ナノ構造に堆積したシリコンナノ粒子は検出下限以下であった。この結果は、微細構造への埋め込みには、表面の帯電状態や基板へのバイアスなどのコントロールが重要であること示唆している。
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