低エネルギー中性粒子エッチングの研究

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半導体デバイスの小型化にともない、より一層の精密な加工技術が必要とされている。この加工技術に必要とされる条件は、高い異方性、高選択性、低ダメージなどである。イオンを用いたエッチングではその電荷がエッチング中に表面に蓄積するため、この電荷により入射イオンが曲げられ垂直な加工を困難としている。この効果は、酸化膜などの絶縁物の加工において特に顕著となる。このため、中性のエッチングガスを用いた異方性のエッチング技術の開発が求められている。一方、高選択性を満たすためにはエッチングに用いるガス種に反応活性種(ラジカル)を大量に用いることおよび低エネルギーのエネルギーでエッチングすることが必要とされる。本研究では前述した高精度の半導体加工に応用する目的で、低エネルギー中性粒子線源の開発を行った。本装置は、高周波プラズマ生成室と高速原子線セルとから構成される。プラズマ生成室において高密度のプラズマを発生させたイオン・電子を、原子線生成室に供給する。高速原子線生成室では、中央のリングの陽極と周りの陰極間に低電圧を加えプラズマを発生させる。この際電子は、高速原子線源の両端で振動するため高密度のプラズマが発生できる。高速原子線生成室の出口に形成した微小な孔の中で電荷交換が起こりイオンは中性粒子として放出される。本年度は昨年度作製した装置を利用し、高感度センサーの作成を行った。この高感度センサーは、シリコンを極限の薄さまで薄くして高感度に質量変化を測定できる。カーボンナノチューブなどの水素吸蔵などの特性を評価した。