赤外ダイオ-ドレ-ザ-吸収法による表面反応生成短寿命種の検出と計測

采用红外二极管激光吸收法检测和测量表面反应产生的短寿命物质

基本信息

批准号：
01632519
负责人：
田中武彦
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1989
资助国家：
日本
起止时间：
1989 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

反応性プラズマを制御するためには、プラズマ中に生成するラジカルを含む様々な分子種の計測法の開発が重要である。本研究は赤外半導体レ-ザ-吸収法を応用する、高感度、高選択性かつ汎用性があり、非発光性分子種に適した検出計測法の開発をめざすものである。Siウェハ-をプラズマエッチングする系中に存在するラジカルの検出を具体的目標とした。ステンレス製真空容器中に設置した平行平板電極に高周波電力を供給してプラズマを発生させ、現有のダイオ-ドレ-ザ-分光装置と組合せて測定を試みた。ダイオ-ドレ-ザ-から赤外光は、多重反射光学系によってプラズマ内を16往復させ、約4m有効光路長を得ることができた。高周波電力の洩れによるダイオ-ドレ-ザ-の発振波数への著しい影響が問題となったが、アルミ板で発振器周辺をシ-ルドし、接続に光ファイバ-を使用することによって解決できた。高い検出感度を得るため、(1)高周波を100%振幅変調する方法、(2)無変調の高周波に数kHzのACを重畳する方法、(3)ACのみ電極に供給する方法、の三種類の放電変調方式を試みた。フォトトランジスタを用いて、放電による発光をモニタ-したところ同期して発光が明滅するのが観察され、有効な変調が実現しているものと判断された。SiF_4純ガスを試料として、三種の変調法によって観測したところ、いずれによってもSi_2F_6のシグナルが観測できた。同様の条件で、SiF及びSiF^+の既知のシグナルを検出することを試みたが、現在のところ成功していない。

为了控制反应性等离子体，重要的是开发测量各种分子种类（包括等离子体中产生的自由基）的方法。本研究旨在开发一种应用红外半导体激光吸收的检测和测量方法，该方法具有高灵敏度、高选择性、通用性，并且适用于不发光分子物种。具体目标是检测硅晶圆等离子蚀刻系统中存在的自由基。通过向安装在不锈钢真空容器中的平行板电极提供高频功率来产生等离子体，并尝试将其与现有的二极管激光光谱仪组合进行测量。使用多重反射光学系统使来自二极管激光器的红外光在等离子体内往返16次，产生约4m的有效光路长度。问题是高频功率的泄漏对二极管激光器的振荡波数有显着影响，但是通过用铝板屏蔽振荡器周围的区域并使用光纤进行连接，解决了这个问题。为了获得高检测灵敏度，有以下三种方法：（1）高频100%调幅，（2）在未调制的高频上叠加几kHz交流电的方法，以及（3）仅向电极提供交流电的方法我们尝试了放电调制方法。当使用光电晶体管监测放电引起的发光时，观察到发光同步闪烁，表明已经实现了有效的调制。以SiF_4纯气体为样品，采用三种调制方法观测Si_2F_6信号。我们曾尝试在类似条件下检测SiF和SiF^+的已知信号，但迄今为止尚未成功。