Nonequilibrium surface reactions of plasma-assisted atomic layer processes

等离子体辅助原子层工艺的非平衡表面反应

• 批准号: 21H04453
• 负责人: 浜口 智志
• 金额: $ 26.96万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04453/
• 关键词: 半導体プロセス; 原子層エッチング ALE; 原子層堆積 ALD; プラズマプロセス; プラズマ表面相互作用; 原子層エッチング ALE; プラズマ・プロセス; 表面プロセス工学

プラズマ・プロセスを多用する最先端半導体製造では、数ナノメートルの三次元構造体を、原子レベルの精度で、表面を損傷せず加工する必要がある。本研究は、プラズマ表面相互作用の学術的理解を飛躍的に高め、表面反応素過程からプロセス装置まで統合して理論的・実験的に解析することで、原子層精度の加工プロセス（原子層プロセス：ALP）を量子論レベルで理解し、かつ、制御可能とすることを目的とする。手法としては、複雑なプラズマ・プロセスを、個別の素過程に分解して、各種ビーム実験と数値シミュレーションを組み合わせて解析する。本年度は、昨年度に引き続き、SiNのプラズマ支援原子層堆積（PEALD）プロセスの表面解析を行った。典型的なSiN PEALDでは、ジクロロシラン(SiCl2H2)等のクロロシラン系分子を堆積用プリカーサとして用い、Siを表面に堆積した後、窒素・水素あるはアンモニア（NH3）プラズマを用いて表面を窒化する同時に、残余の有機物を脱離させる。本研究では、Siの堆積プロセスの自己停止に必要な塩素原子（Cl）を、次の窒化プロセスの際に、プラズマから供給される水素（Ｈ）原子がCl原子として反応してHClを形成する過程が主要なCl除去過程であることを明らかにした。また、プロセスに用いるプラズマ装置を理解する目的で、容量結合プラズマ・プロセス実験装置を用いて、アルゴン（Ar）気体によるプラズマ放電解析（プローブ計測、発光分光計測等）を昨年度に引き続き行い、衝突輻射モデルから予測されるAr原子の発光分光スペクトルが、気体圧力の低い場合で実験値とよく一致するものの、20Paを超える高圧側で一致しない理由が、アルゴンの準安定粒子の存在確率が、数値シミュレーション・モデルで過小評価されていることが原因であることを明らかにした。このため、現在、プラズマシミュレーションの改良を行っている。

The most advanced semiconductor manufacturing technology has a wide range of applications, such as the production of three-dimensional structures, atomic structure, surface damage and processing. This study aims to improve the academic understanding of surface interaction and improve the understanding of quantum theory. The method is to decompose the process, to combine the process, to analyze the process, and to analyze the process. This year, the surface analysis of atomic layer deposition (PEALD) was carried out on the surface of silicon and SiN. Typical SiN PEALD is used to deposit molecules such as SiCl2H2, Si, and NH3 on the surface, while residual organic matter is removed. In this study, the process of Cl removal is the main one in the process of Si deposition, which is necessary for the formation of Cl atoms, Cl atoms and HCl atoms. The purpose, capacity and application of the device are analyzed in detail.(Photoluminescence measurement, emission spectrometer measurement, etc.) In the past year, the emission spectrum of Ar atoms in the collision radiation range was predicted. In the case of low gas pressure, the existence of quasi-stable particles in the atmosphere was consistent. In the case of high pressure, the existence of quasi-stable particles was consistent. The reason for this is that the number of people who have died is too small. In addition to the above, it is also necessary to improve the quality of the products.

项目成果

Molecular dynamics study on damage formation in atomic layer etching of Si with halogen radicals

卤素原子层硅刻蚀损伤形成的分子动力学研究

• 发表时间: 2021
• 作者: Takayanagi Tadashi;Uetoko Takahiro;Erin Joy C. Tinacba
• 通讯作者: Erin Joy C. Tinacba

RUB-Japan Workshop: Bridging the Pandemic: Reigniting Cooperation on Plasma Research

卢布-日本研讨会：弥合流行病：重新启动血浆研究合作

• 发表时间: 2021

Improving penalized semi supervised nonnegative matrix factorization result’s confidence using deep residual learning approach in spectrum analysis

• DOI: 10.1109/icecet55527.2022.9873493
• 发表时间: 2022-07
• 期刊: 2022 International Conference on Electrical, Computer and Energy Technologies (ICECET)
• 作者: Nathaniel Saura;Koh Mastumoto;S. Benkadda;K. Ibano;Heun Tae Lee;Yoshio Ueda;Satoshi Hamaguchi

Plasma process control with machine learning

通过机器学习进行等离子体过程控制

• 发表时间: 2022
• 作者: E. Aprile;...;Y. Itow;...;S. Kazama;...;K. Martens;...;S. Moriyama;...;A. Takeda;...;et. al. (XENON Collaboration);Satoshi Hamaguchi
• 通讯作者: Satoshi Hamaguchi

Molecular dynamics study of SiO2 nanohole etching by fluorocarbon ions

• DOI: 10.1116/6.0002380
• 发表时间: 2023-03
• 期刊: Journal of Vacuum Science & Technology A
• 作者: C. Cagomoc;M. Isobe;S. Hamaguchi