電子サイクロトン分数波共鳴プラズマの生成とスパンタ応用

電子サイクロトン分数波共鳴による高密度プラズマの生成および10^<-5>Torr台での極低圧アルゴンスパッタへの応用について実験研究を行ない以下の成果を得た。(1)厚さ1-2mmの極めて薄い真空マイクロ波導波管を用いた高マイクロ波電力投入によるプラズマ生成実験では、電子サイクロトロン基本波共鳴点以外に磁場強度が基本波共鳴点の2倍の位置でプラズマ密度および電子温度の上昇が観測され、この事実より電子サイクロトロン分数波共鳴が初めて確認された。(2)分数波共鳴プラズマの高イオンフラックスの特徴を利用し、10^<-5>Torr台での極低圧における高速スパッタをAlおよびTiを対象材料として行ない、Alで5000A/min、Tiで1000A/minの高速スパッタ堆積を実現した。また、プラズマ密度と堆積速度との関係を詳細に調べた結果、これらの膜形成はほとんどイオンの形で行われていることも確認できた。(3)AlおよびTiの高速スパッタ堆積を実際の集積回路においてコンタクトホールの配線に応用した結果、良好な埋め込み可能であり、この結果にはイオンの照射効果が有効に働いていることが分かった。(4)上記のAlおよびTiの高速スパッタ推積に、新たな外部周波電源よりイオンサイクロトロン共鳴加速を同時に行ない、埋め込み特性がさらに改善される事実も実験的に確認した。

電子サイクロトン分数波共鳴による高密度プラズマの生成および10^<-5>Torr台での極低圧アルゴンスパッタへの応用について実験研究を行ない以下の成果を得た。(1)厚さ1-2mmの極めて薄い真空マイクロ波導波管を用いた高マイクロ波電力投入によるプラズマ生成実験では、電子サイクロトロン基本波共鳴点以外に磁場強度が基本波共鳴点の2倍の位置でプラズマ密度および電子温度の上昇が観測され、この事実より電子サイクロトロン分数波共鳴が初めて確認された。(2)分数波共鳴プラズマの高イオンフラックスの特徴を利用し、10^<-5>Torr台での極低圧における高速スパッタをAlおよびTiを対象材料として行ない、Alで5000A/min、Tiで1000A/minの高速スパッタ堆積を実現した。また、プラズマ密度と堆積速度との関係を詳細に調べた結果、これらの膜形成はほとんどイオンの形で行われていることも確認できた。(3)AlおよびTiの高速スパッタ堆積を実際の集積回路においてコンタクトホールの配線に応用した結果、良好な埋め込み可能であり、この結果にはイオンの照射効果が有効に働いていることが分かった。(4)上記のAlおよびTiの高速スパッタ推積に、新たな外部周波電源よりイオンサイクロトロン共鳴加速を同時に行ない、埋め込み特性がさらに改善される事実も実験的に確認した。