1997 Fiscal Year Annual Research Report
低域混成波を用いた大口径高密度プロセスプラズマの生成と診断
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08405006
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
橘 邦英 京都大学, 工学研究科, 教授 (40027925)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 敏浩 京都大学, 工学研究科, 助手 (90293886)
久保 寔 京都大学, 工学研究科, 助手 (80089127)
八坂 保能 京都大学, 工学研究科, 助教授 (30109037)
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| Keywords | プラズマプロセス / 高密度プラズマ源 / 低域混成波 / 波動伝搬 / シミュレーション / プラズマ診断 / プラズマパラメータ / 空間分布特性 |
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| Research Abstract |
次世代の集積回路プロセスに必要なプラズマ源として、低域混成波の伝搬を利用した新しい概念のソースを開発することを目標として研究を進めている。本方式のプラズマ源では、従来のプラズマ源での課題であった電力導入窓や器壁のスパッタリングによる汚染の低減と、高密度・大口径での均一性の確保の両立が期待される。今年度は、まず、プラズマ中の波動伝搬と電力吸収の様子を計算機シミュレーションによって系統的に調べ、磁場に平行方向の波数または磁場強度を変えることによって、エネルギー吸収の位置、すなわちプラズマ密度の空間分布特性を変化させることが可能であることを示した。
一方、電力結合アンテナに複数のリング電極を採用し、プラズマ生成の実験を行った。この低域混成波アンテナを用いた場合、プラズマ密度は生成部付近の上流では中心軸から管壁方向に離れた径位置でピークをもつが、下流域では径方向のわたって均一な分布に近づき、磁場強度の調整によってより均一性を高めることができることがわかった。アンテナをヘリコン波励起用に変えると、上流で中心軸付近にピークをもつ分布となり、下流においても同様の不均一性が見られたが、この結果と比較すると、低域混成波励起方式は密度の点ではまだ劣っているものの、均一性では格段に勝っている。また、磁気プローブや静電プローブによってプラズマ中の電磁波の伝搬特性を調べ、低域混成波からモード変換した静電波が伝搬していることを確認した。
現在は、磁場配置の工夫や磁場に平行方向の波数をより精密に制御できるアンテナを用いることによって、均一性を確保しながらプラズマ密度の向上をはかろうと試みている。また、フロロカーボンガスなどを用いたSiエッチングなどの実用プロセスにおけるプラズマ特性の評価を進めるとともに、ラジカルやイオン組成のレーザー分光法による診断も行っている。
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[Publications] Y.Yasaka: "A Plasma Source Using Waves in a Lower Hybrid Frequency Range" Jpn.J.Appl.Phys.36.7B. 4572-4575 (1997)
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[Publications] Y.Yasaka: "A New Source Using Lower Hybrid Frequency Range" Proc.15th Symposium on Plasma Processing. 570-572 (1998)
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[Publications] K.Tachibana: "Electron Attachment Mass Spectrometry for the Detection of Electronegative Species in a Plasma" Jpn.J.Appl.Phys.36.7B. 4638-4643 (1997)
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[Publications] K.Tachibana: "Measurement of F Atom Density in Fluorocarbon Plasmas by VUV Laser Absorption Spectroscopy" Proc.15th Symposium on Plasma Processing. 72-75 (1998)
