シリコン表面ナノ領域の電気化学的特性解析と新規ウェットプロセスへの展開

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13750631
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 本間 敬之 早稲田大学, 理工学部, 助教授 (80238823)
• Keywords: ウェットプロセス / デバイスプロセス / 電気化学プロセス / シリコンウェハ / ナノ構造形成 / ウルトラクリーンテクノロジー / 表面ポテンシャル / 走査プローブ顕微鏡

Research Abstract

液相中でウェハ表面を処理するウェットプロセスは,表面の超清浄化やULSIチップ内部の微細銅配線形成など,デバイスプロセスの重要な部分を担っている.本研究はこのウェットプロセスに着目し,シリコン単結晶表面の電気化学的特性をnmレベルの分解能で定量的に解析し,これを基にした新規ウェットデバイスプロセス(シリコン表面微細加工・微細修飾など)の開発を目的としている.本研究は平成13年度〜14年度の2年計画であり,その前半である本年度は,まず表面ナノ領域のポテンシャルシフト(すなわち電気化学的「触媒活性」)の定量的解析および制御手法を検討した.従来の検討結果を基に,ダイヤモンドコート探針を有するナノインデンテーションシステムを用いてウェハ表面にナノレベルの欠陥を形成し,負荷量,欠陥深さおよびポテンシャルシフトとの相関を系統的に解析した.その結果,欠陥形成時の負荷をサブμNオーダーで制御することにより,形成されるナノ欠陥の深さおよびその領域におけるポテンシャルシフトを精密に制御可能とする手法を開発した.また,このようなサイトを表面に有するウェハを極微量金属イオン種を含む水溶液中に浸せきすることにより,同サイトにおいて金属析出反応が促進されることを確認した.そこで,溶液側の条件最適化により,欠陥サイトのみで析出反応が誘起されるような系の探索を行った.その結果,nmレベルの微小金属構造を選択的にパターン形成可能なプロセスを開発した.さらに,固液界面におけるウェハ表面プロセスを原子レベルでin situ(その場)解析可能なTXRF(全反射型蛍光X線解析)についても検討を行った.次年度はこれらの成果を基に,種々のナノ構造を形成可能なプロセスの確立などを試み,本研究成果の新たな展開を目指す予定である.

Research Products

• [Publications] T.Homma, T.Kono, T.Osaka, M.Chemla, V.Bertagna: "Co-deposition mechanism of trace Cu and Fe on H-Si(100) surface in buffered fluoride solutions"Electrochem. Soc. Proc.. 2001(26). 250-257 (2002)
• [Publications] A.Singh, P.Goldenzweig, K.Baur, T.Homma, S.Brennan, P.Pianetta: "Feasibility of in situ TXRF"Advances in X-ray Analysis. 45(1)(in press). (2002)