放射光励起エッチング反応機構の解明

同步辐射诱导蚀刻反应机理的阐明

基本信息

批准号：
07640691
负责人：
田中健一郎
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07640691/
关键词：
放射光表面光化学内殻励起エッチング反応

项目摘要

本研究では、半導体プロセスの中でも、特に化学反応が主要な役割を果たしていると思われる光化学エッチング反応に着目し、放射光の波長連続性を利用して、真空紫外から軟X線に至る広い波長域での光化学エッチングの初期過程を、電子衝撃による質量分析法を主たる検出手法として調べた。具体的には、本研究によりその一部を整備した小型ヘリウム冷凍機により低温で温度制御可能な各種の半導体基板に反応性気体を吸着した試料に単色化した放射光や高速電子線を照射し、反応生成物を高感度質量分析計で直接検出した。これまでに得られた研究成果の概要を以下に記す。1.100Kに冷却したSF_6/SiO_2の系にSi2p内殻励起の起こる軟X線を照射すると、表面光化学反応が進行し、Si,O,S,Fを含む反応生成物からの種々のフラグメントが質量分析計により検出された。また、Sを含むフラグメントが比較的多く検出されたことから、このエッチング反応にはF原子だけでなくS原子も重要な役割をしていることが明らかとなった。2.130eVの軟X線照射で生じるSiF^+は、励起光強度の7次に比例することが調べられた。反応機構の解明に重要な手がかりを与えるものと思われるが現段階ではこの現象を説明することはできない。3.SF_6/Si(100)の系では、反応生成物は検出されなかった。しかしながら、この系の吸収スペクトルは、SF_6/SiO_2系からのSiF^+の収量スペクトルと同様の励起エネルギー依存を示し、両者とも表面近傍にシリコンのフッ化物層ができていることは明らかである。4.SiとSiO_2の反応性の違いは、S原子を含む反応生成物の脱離確率の違いによるものと結論した。Si表面上ではS原子が表面を覆い反応を阻害するのに対して、SiO_2表面では、0原子を含むSOxFyを生成し脱離できるものと考えている。

在这项研究中，我们专注于光化学蚀刻反应，在这些反应中，化学反应似乎在半导体过程中起主要作用，并使用同步加速器辐射的波长连续性来研究从真空紫外线到软X射线的宽波长范围中光化学蚀刻的初始蚀刻过程，使用电子X射线，使用电子影响质谱法作为主要的可观方法。具体而言，本研究中准备的小型氦冰箱为在低温下提供了一个小规模的氦冰箱，该冰箱可以在低温下进行控制，并用单色同步器光或高速电子束照射，这些样品上的样品上的样品在各种半统一产物和反应产物上使用高质量群中吸附了反应性气体，并使用高质量群体来吸附反应性气体。以下是迄今为止获得的研究结果的概述。当SF_6/SIO_2系统冷却至1.100K时，用软X射线照射了SI2P核心激发时，进行了表面光化学反应，并通过质谱仪检测到含有Si，O，S，F的反应产物的各种片段。此外，由于检测到了相对较大的包含S片段，因此发现不仅F原子，而且S原子在这种蚀刻反应中起着重要作用。已经调查了通过2.130 eV的软X射线照射产生的SIF^+与泵送光强度的第七级成正比。人们认为它为阐明反应机制提供了重要的线索，但是在此阶段无法解释这种现象。 3。在SF_6/Si中未检测到反应产物（100）。但是，该系统的吸收光谱显示出与SF_6/SIO_2系统的SIF^+的屈服谱相似的激发能依赖性，很明显，这两个硅都在表面附近形成的硅氟化物层。 4.我们得出的结论是，SI和SIO_2之间的反应性差异是由于消除含有S原子的反应产物的概率差异所致。据信，在Si表面上，S原子覆盖表面并抑制反应，而在SIO_2表面上，可以生成并吸引含有0个原子的Soxfy。