環状磁場閉じ込めプラズマ発生装置を用いた高効率プラズマエッチングプロセシング

使用环形磁场限制等离子体发生器进行高效等离子体蚀刻处理

基本信息

批准号：
06780386
负责人：
大野哲靖
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Nagoya 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：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

現在、エッチングプロセシングにおいては、現在半導体の高集積化のために、サブミクロンオーダーの加工技術の確立が求められている。本研究では、環状磁場閉じ込めプラズマ発生装置(トカマク装置)で生成されたプラズマ中における、エッチングプロセシングの基礎的過程を明らかにすることを目的とする。具体的には、閉じ込め磁場がエッチングパターンに与える影響を明らかにするために、閉じ込め磁場中のイオンの軌道の解析を行い、イオンの基板への入射角度分布に関する計算を行った。その結果、磁力線が基板に斜めに入射する場合においても、イオンは基板前面に形成される静電シース中で基板に垂直方向に加速を受けるために、イオンの基板への入射角は磁力線が基板面となす角に比べて、より垂直方向に入射されることがわかった。現在実験において得られたエッチングパターンと計算結果との比較・検討を行っている。本研究ではさらに、高密度トカマク放電を中性ビーム源として用いたエッチングプロセシングについても検討を行った。プラズマ中にバイアス可能な金属板(タングステン及びチタン)とそれに対向させてシリコン基板を設置する。プラズマイオンは金属前面のシース電圧で加速されて金属板に流入し、中性化して反射する。今回、ACATコードを用いて、この反射中性ビームのエネルギー分布及び放出角度分布の解析を行った。その結果、プラズマイオン(フッ素イオン)がタングステン板に入射した場合、入射エネルギーの大部分を持って反射し、放出角度分布はほぼコサイン分布に従うことが分かった。現在、本手法を用いたエッチングに関する実験を行っている。

目前，在蚀刻加工中，需要建立亚微米级的加工技术，以实现半导体的更高集成度。本研究的目的是阐明托卡马克产生的等离子体中蚀刻处理的基本过程。具体来说，为了明确约束磁场对刻蚀图案的影响，我们分析了约束磁场中离子的运动轨迹，并计算了离子入射到衬底上的角度分布。结果发现，即使当磁力线以一定角度入射到基板上时，离子也会在形成于基板前表面上的静电护套中沿垂直于基板的方向被加速。方向比与表面形成的角度更垂直。我们目前正在将实验中获得的蚀刻图案与计算结果进行比较和检验。在这项研究中，我们还研究了使用高密度托卡马克放电作为中性束源的蚀刻加工。可以偏压成等离子体的金属板（钨和钛）和硅基板放置在其对面。等离子体离子被金属正面的鞘电压加速并流入金属板，在那里它们被中和并反射。这次，我们使用ACAT代码来分析该反射中性光束的能量分布和发射角分布。结果发现，当等离子体离子(氟离子)入射到钨板上时，大部分入射能量被反射，并且发射角分布近似遵循余弦分布。我们目前正在利用这种方法进行蚀刻实验。