パルス変調フッ化炭素プラズマにおけるフッ素原子およびフッ素負イオンの高信頼性診断

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本研究は,大規模集積回路の製造工程(ドライエッチング)において広く利用されているフッ化炭素プラズマ中のフッ素原子(F)およびフッ素負イオン(F^-)の絶対密度測定法を開発し,高密度プラズマにおけるそれらの粒子の物理・化学過程に関する知見を得ることを目的としている。本年度は,研究計画書および交付申請書に記載した研究計画に従い,以下の項目を実施した。1.ECR放電圧力CF_4プラズマを光源とする真空紫外吸収分光計測システムを開発した。これをヘリコン波放電高密度CF_4プラズマに適用し,F原子密度の絶対値を求めることにはじめて成功した。2.F原子密度の絶対値をでんし密度と親ガス密度の積に対して生理し,高密度プラズマにおけるF原子の消滅過程が他の中性粒子との反応によるものであることを明らかにした。アフタ-グロー(初期)におけるF原子密度の減衰の様子からも,F原子の消滅過程が反応であることを支持する結果が得られた。3.パルス偏重CF_4プラズマのアフタ-グロー(後期)におけるF原子密度の減衰時定数から,真空容器壁(主としてSiO_2)におけるF原子の付着確率を評価した。4.真空紫外吸収分光法の結果を従来のアクチノメトリー法と比較し,アクチノメトリー法の信頼性を評価した。5.フッ化炭素プラズマにおいても使用可能な加熱型ラングミュアプローブを開発した。これをエキシマレーザーを用いたレーザー光脱離法と組み合わせることにより,ヘリコン波CF_4プラズマにおけるF^-の絶対密度をはじめて求めた。6.アフタ-グローにおけるF^-密度の時間変化を加熱プローブによる電子密度,正イオン密度,および電子温度の時間変化と比較し,F^-の生成・消滅過程に関して検討した。