低誘電率層間絶縁膜作製プラズマCVDの表面和周波発生振動分光による診断

使用等离子体CVD表面和频产生振动光谱诊断低介电常数层间绝缘膜生产

基本信息

批准号：
12750269
负责人：
中村敏浩
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

赤外レーザー多重反射吸収分光法による表面反応診断システムを構築した。具体的には、表面多重反射計測のための光学系を独自に設計・開発した。この手法では測定感度を多重反射によりFT-IRに劣らないレベルにまで高めるとともに、波数掃引範囲を観測したい領域のみに限定した測定が可能である。振動スペクトルの測定により、表面反応層にどのような化学結合が、どのぐらいの量、生成しているのかを、圧力、ガス流量、RFパワー、バイアス電力などを変えながら調べることを試みた。基板表面に入射させる赤外光としてピコ秒レーザーパルスを用いることから、パルス変調プラズマと組み合わせた振動スペクトルの時間分解測定を行い、プラズマにさらされた基板表面で進行しているCVDの化学反応のダイナミクスを明らかにすることを目指して実験を進めた。また、上記の作業と並行して、ab initio分子軌道法に基づいてCVD原料であるフルオロカーボン分子の負イオン状態の量子化学計算による解析を行った。フルオロカーボン分子は電子付着断面積が大きく、生成される親分子あるいはフラグメントの負イオンはプロセス結果に大きな影響を与えているものと考えられる。フルオロカーボン負イオンのポリマー膜堆積に対する寄与を調べるために、CF_2付加エネルギーとC-F結合の解離エネルギーを中性種とアニオン種について計算し比較した。その結果、負イオン種へのCF_2付加の方が熱力学的に有利であり、この反応過程はポリマー膜成長への反応経路の一つとして十分に考えられることがわかった。

构建了红外激光多次反射吸收光谱表面反应诊断系统。具体来说，我们自主设计并开发了用于测量表面多次反射的光学系统。该方法使用多次反射将测量灵敏度提高到与 FT-IR 相当的水平，并且还可以将波数扫描范围仅限于感兴趣的区域。通过测量振动光谱，我们试图研究通过改变压力、气体流量、射频功率、偏置功率等在表面反应层中形成的化学键的类型和数量。由于使用皮秒激光脉冲作为入射到基板表面的红外光，因此可以结合脉冲调制等离子体来测量时间分辨振动光谱，并且可以研究暴露于等离子体的基板表面上进行的CVD化学反应。进行该实验的目的是澄清动力学。此外，与上述工作并行，我们利用基于从头算分子轨道法的量子化学计算，对作为CVD原料的碳氟化合物分子的负离子状态进行了分析。氟碳分子具有较大的电子附着截面，母体分子的负离子或产生的碎片被认为对过程结果有很大影响。为了研究氟碳负离子对聚合物薄膜沉积的贡献，计算并比较了中性和阴离子物种的CF_2加成能和C-F键解离能。结果发现，在负离子物种中添加CF_2在热力学上更有利，该反应过程可以被认为是聚合物薄膜生长的反应路线之一。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

H.Motomura, T.Nakamura, K.Tachibana: "Difference in Surface and Gas Phase Reaction between C_4F_8 and C_5F_8 Plasmas for SiO_2/Photo-Resist Selective Etching"Symposium Proceedings of the 15^<th> International Symposium on Plasma Chemistry(ISPC-15). 1719-1

H.Motomura、T.Nakamura、K.Tachibana：“Difference in Surface and Gas Phase Reaction Between C_4F_8 and C_5F_8 Plasmas for SiO_2/Photo-Resist Selective Etching”第十五届国际等离子体化学研讨会(ISPC)会议论文集