放射光励起エッチング反応機構の解明

同步辐射诱导蚀刻反应机理的阐明

• 批准号: 07640691
• 负责人: 田中 健一郎
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07640691/
• 关键词: 放射光; 表面光化学; 内殻励起; エッチング反応

本研究では、半導体プロセスの中でも、特に化学反応が主要な役割を果たしていると思われる光化学エッチング反応に着目し、放射光の波長連続性を利用して、真空紫外から軟X線に至る広い波長域での光化学エッチングの初期過程を、電子衝撃による質量分析法を主たる検出手法として調べた。具体的には、本研究によりその一部を整備した小型ヘリウム冷凍機により低温で温度制御可能な各種の半導体基板に反応性気体を吸着した試料に単色化した放射光や高速電子線を照射し、反応生成物を高感度質量分析計で直接検出した。これまでに得られた研究成果の概要を以下に記す。1.100Kに冷却したSF_6/SiO_2の系にSi2p内殻励起の起こる軟X線を照射すると、表面光化学反応が進行し、Si,O,S,Fを含む反応生成物からの種々のフラグメントが質量分析計により検出された。また、Sを含むフラグメントが比較的多く検出されたことから、このエッチング反応にはF原子だけでなくS原子も重要な役割をしていることが明らかとなった。2.130eVの軟X線照射で生じるSiF^+は、励起光強度の7次に比例することが調べられた。反応機構の解明に重要な手がかりを与えるものと思われるが現段階ではこの現象を説明することはできない。3.SF_6/Si(100)の系では、反応生成物は検出されなかった。しかしながら、この系の吸収スペクトルは、SF_6/SiO_2系からのSiF^+の収量スペクトルと同様の励起エネルギー依存を示し、両者とも表面近傍にシリコンのフッ化物層ができていることは明らかである。4.SiとSiO_2の反応性の違いは、S原子を含む反応生成物の脱離確率の違いによるものと結論した。Si表面上ではS原子が表面を覆い反応を阻害するのに対して、SiO_2表面では、0原子を含むSOxFyを生成し脱離できるものと考えている。

This study で は, semiconductor プ ロ セ ス の in で も, special chemical anti 応 に が main な "を cut fruit た し て い る と think わ れ る photochemical エ ッ チ ン グ anti 応 に し, ray の wavelength on the other hand, 続 を using し て, vacuum ultraviolet か ら soft X-ray に to る hiroo い wavelength domain で の photochemical エ ッ チ ン グ の を early process, electronic shock に よ る を main quality analysis Youdaoplaceholder0 technique と て て tone べた. Specific に は, this study に よ り そ の gearing up a を し た small ヘ リ ウ ム refrigerator に よ り cryogenic で temperature suppression may な の semiconductor substrate に anti 応 sex 気 body を sorption し た sample に 単 color change し た ray や high-speed electronic line し を exposure, anti 応 products を Gao Gan degree quality analysis meter で 検 directly し た. Youdaoplaceholder6 れまでに obtained られた research results れまでに summary を the following に records す. 1.100 K に cooling し た SF_6 / SiO_2 の is に Si2p inner excitation on の こ る soft X-ray を irradiation す る と, normal chemical 応 が し, Si, O, S, F を containing む anti 応 products か ら の kind 々 の フ ラ グ メ ン ト が quality analysis meter に よ り 検 out さ れ た. ま た, S を む フ ラ グ メ ン ト が comparison of many く 検 out さ れ た こ と か ら, こ の エ ッ チ ン グ anti 応 に は F atoms だ け で な く S atomic も important cut を な service し て い る こ と が Ming ら か と な っ た. 2.130eV soft X-ray irradiation で generates じるSiF^+, excitation light intensity <s:1> 7 times に ratio する べられた とが とが adjustment べられた. の 応 authorities interpret に important な hand が か り を and え る も の と think わ れ る が now Duan Jie で は こ の phenomenon を explain す る こ と は で き な い. 3.SF_6/Si(100) <s:1> is a で で and the anti応 products are 検 検 from されな されな った った. し か し な が ら, こ の is の suction 収 ス ペ ク ト ル は, SF_6 / SiO_2 か ら の SiF ^ + の 収 quantity ス ペ ク ト ル と with others の wound up エ ネ ル ギ ー dependent を し, who struck と も surface near alongside に シ リ コ ン の フ ッ compound layer が で き て い る こ と は Ming ら か で あ る. 4.SiとSiO_2 <s:1> anti応 <s:1> violation of を, S atom を containing む anti応 products <s:1> separation accuracy <s:1> violation of による による <s:1> と conclusion た た. Si surface で は S atomic を が surface cladding い anti 応 を resistance against す る の に し seaborne て, SiO_2 surface で は, 0 atomic を む SOxFy を generated し from で き る も の と exam え て い る.

项目成果

S. Terakado: "Modification of surface condition and irradiation effects of synchrotron radiation on phatoexcited et ching of SiC" J. Vac. Sci. Technol B. 13-6. 2715-2720 (1995)

S. Terakado：“同步加速器辐射对 SiC 光激发蚀刻的表面条件和辐照效果的修改”J. Vac。

S. Terakado: "New microfablication technique on a submicrometer sacle by synchrotron radiation-excited etching" J. Vac. Sci. Technol. B. 13-6. 2175-2178 (1995)

S. Terakado：“通过同步辐射激发蚀刻在亚微米囊上进行新的微加工技术” J. Vac。

田中健一郎: "内殻励起イオン脱離反応" J. Mass. Spectrom. Soc. gap.44-3(in press). (1996)

Kenichiro Tanaka：“内壳激发离子解吸反应”J. Mass. Spectrom.44-3（出版中）。

H. Ikeura: "State-specific ion desorption from DCOO/Si(100)by C ls excitation" J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. (in press). (1996)

H. Ikeura：“通过 C ls 激发从 DCOO/Si(100) 中进行状态特异性离子解吸”J. Electron Spectrosc。

M.C.K. Tinone: "Site-specific photochemical reaction of PMMA and related polymers by inner shell electron excitation" J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. (in press). (1996)

M.C.K.