| Research Abstract |
塩素・臭素系混合プラズマの気相および固体表面におけるプラズマ化学について,[1]プラズマエッチング(微細加工)における表面の微細構造内でのプラズマ粒子(イオン,電子,中性ラジカル)の輸送と表面反応過程について,原子スケールでの現象論的モデリングを高度化し,微細エッチング形状進展シミュレーション方法を構築した.従来のイオンアシスト反応に加え,化学エッチング,物理スパッタリング,保護膜堆積,および表面酸化の影響とともに,イオンやラジカルの表面再放出/反射,高速イオンの基板内部への侵入過程も考慮した.[2]また,表面電荷蓄積と表面反応過程の自己無撞着なモデリング,表面下の異種薄膜との界面への影響に関するモデリングを検討し具体的解析を開始した.[3]塩素・酸素(Cl_2/O_2),塩素・酸素・臭素(Cl_2/HBr/O_2)プラズマによるシリコン(Si)エッチング実験を行い,エッチング中のプラズマ診断(発光分光,静電プローブ)結果も考慮に入れて,上記シミュレーションと比較した.その結果,0.1μm〜sub 0.1μmレベルの微細加工性能に関して,パターン表面の酸化と保護膜堆積とともに,側壁でのイオンの反射が重要な役割を担っていることを明らかにした.[4]さらに,臭化水素(HBr)が混合された場合,プラズマに水素(H)原子が新たに加わり,塩素・シリコン化合物(SiCl_x),塩素・酸素・臭素化合物(SiCl_xO_y)より揮発性の高い反応生成物が形成されてSiエッチングが促進され,側壁形状に微少アンダーカットが入りやすくなることが推定された.新たな反応生成物としてSiCl_xO_yH_zを予測し,赤外吸収分光とレーザ誘起蛍光法を用いての検出実験を行った.
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