ECRプラズマ中の電子速度分布関数と成膜の再現性に関する研究

ECR等离子体中电子速度分布函数及成膜再现性研究

• 批准号: 10780299
• 负责人: 牟田 浩司
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Kitakyushu National College of Technology
• 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: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10780299/
• 关键词: 電子サイクロトロン共鳴プラズマ; 電子速度分布関数; 数値シミュレーション; レーザー計測; プローブ計測; マイクロ波伝播; ダイヤモンドライク薄膜

本研究は,成膜プロセス用電子サイクロトロン共鳴(ECR)プラズマにおいて,反応領域における最も基礎的なパラメータの一つである電子速度分布関数と,成膜の再現性との関係を明らかにすることを目的としている。昨年度は,電子速度分布関数の測定システムの製作および電子速度分布関数解析のためのECRプラズマシミュレーションコードの開発行った。引き続き,本年度は以下の研究を行った。1.電子速度分布関数の測定ラングミュアプローブを自作し,昨年度製作した自動測定システムを用いて,電子速度分布関数の測定を行った。測定に要する時間はデータ解析も含めて数秒程度であり,プラズマの経時変化にも対応できるものであった。アルゴンプラズマで測定を行ったところ,シミュレーションとほぼ一致し,ECRプラズマの特徴である高エネルギー尾部の存在も確認できた。次に,ダイヤモンドライク薄膜生成を前提に,メタンプラズマで測定を行った。スイッチング素子としてフォトMOSリレーを用いて,負バイアス電圧の印加によるイオン衝撃およびプローブ加熱を行い,プローブ汚染の影響を極力軽減した。しかし,測定データの再現性に問題があり,測定システムのさらなる改善が必要である。2.電子速度分布関数の形成機構の検討最近,プロセスプラズマにおいても,ECR加熱以外の加熱機構,すなわち高域混成共鳴(UHR)加熱がプラズマパラメータに大きな影響を与え得ることが指摘された。そこで,本研究で開発した計算コードを用いてシミュレーションを行った結果,密度が10^<11>cm^<-3>程度以下のプラズマでは,周辺部でUHR加熱が起こり易く,電子速度分布関数にも大きな影響を与える可能性を示した。この研究成果は,第2回プラズマ表面工学に関するアジア・ヨーロッパ国際学会で発表し,また,応用物理学欧文誌(JJAP)や米国応用物理学会誌(JAP)に掲載となった。

This study は film-forming プ ロ セ ス using electronic サ イ ク ロ ト ロ ン resonance (ECR) プ ラ ズ マ に お い て, anti 応 field に お け る も most basic な パ ラ メ ー タ の a つ で あ る electron velocity distribution masato と, film-forming の reproducibility と の masato を and Ming ら か に す る こ と を purpose と し て い る. Annual は yesterday, determination of number of electron velocity distribution masato の シ ス テ ム の making お よ び electron velocity distribution masato number parsing の た め の ECR プ ラ ズ マ シ ミ ュ レ ー シ ョ ン コ ー ド の line open 発 っ た. Cite 続 続 続, を of the current year the following を research を lines った. 1. The number of electron velocity distribution masato の determination ラ ン グ ミ ュ ア プ ロ ー ブ を since し, yesterday's annual production し た automatically measure シ ス テ ム を with い て, determination of number of electron velocity distribution masato の を line っ た. Determination of に to す る time は デ ー タ parsing も containing め て seconds degree で あ り, プ ラ ズ マ の 経 variations change when に も 応 seaborne で き る も の で あ っ た. ア ル ゴ ン プ ラ ズ マ で measurement line を っ た と こ ろ, シ ミ ュ レ ー シ ョ ン と ほ ぼ し, ECR プ ラ ズ マ の, 徴 で あ る high エ ネ ル ギ ー tail の exist も confirm で き た. Time に ダ イ ヤ モ ン ド ラ イ ク film generated を premise に, メ タ ン プ ラ ズ マ で line measurement を っ た. ス イ ッ チ ン グ element child と し て フ ォ ト MOS リ レ ー を with い て, negative バ イ ア ス electric 圧 の Inca に よ る イ オ ン blunt shock お よ び プ ロ ー ブ heating line を い プ ロ ー の ブ pollution affect を strongly 軽 minus し た. Youdaoplaceholder5 さらなる, determine デ, タ, タ, に, reproducibility に, があ and, さらなる, さらなる, さらなる, が, が, である. Number 2. The electronic velocity distribution masato の form institutions の 検 for recently, プ ロ セ ス プ ラ ズ マ に お い て も, ECR heating の outside heating institution, す な わ ち high domain composite resonance (UHR) heating が プ ラ ズ マ パ ラ メ ー タ に big き な influence を with え る こ と が blame さ れ た. そ こ で, this research で open 発 し た computing コ ー ド を with い て シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を line っ た as a result, the density of が 10 ^ < 11 > cm ^ 3 > < - level の プ ラ ズ マ で は, week 6 辺 で が UHR heating up こ り く, number of electron velocity distribution masato に も big き な influence を and え を る possibility in し た. は こ の research results, the 2 back プ ラ ズ マ surface engineering に masato す る ア ジ ア · ヨ ー ロ ッ パ international society で 発 table し, ま た, 応 OuWenZhi with physics (JJAP) や m 応 with physical society volunteers (JAP) に first white jasmines load と な っ た.

项目成果

上田洋子: "Role of Peripheral Vacuum Regions in the Control of the Electron Cyclotron Resonance Plasma Uniformity"Applied Physics Letters. Vol.74 No.14. 1972-1974 (1999)

Yoko Ueda：“外围真空区域在电子回旋共振等离子体均匀性控制中的作用”应用物理快报第 74 卷第 14 期（1999 年）。

牟田浩司: "Investigation of Electron Behavior in ECR Plasmas Using a Self-consistent Particle-Wave Model"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.38 Part 1, No. 7B. 4455-4459 (1999)

Koji Muta：“使用自洽粒子波模型研究 ECR 等离子体中的电子行为”，《日本应用物理学杂志》，第 38 卷，第 7B 期，第 4455-4459 期。

上田洋子: "Effect of Electromagnetic Waves Propagating in the Periphery of Electron Cyclotron Resonance Plasma on the Uniformity"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.38 Part 1, No.7B. 4333-4337 (1999)

上田洋子：“电子回旋共振等离子体外围传播的电磁波对均匀性的影响”，日本应用物理学杂志，第 38 卷，第 7B 期（1999 年）。

牟田 浩司: "Investigation of Electron Behavior in ECR Plasmas Using a Self-Consistent Particle-Wave Model" Japanese Journal of Applied Physics. VoL.38 Part1,7B. (1999)

Koji Muta：“使用自洽粒子波模型研究 ECR 等离子体中的电子行为”，《日本应用物理学杂志》VoL.38 第 1 部分，7B（1999 年）。