マイクロ波プラズマの発生法とその構造の制御

本研究においては、(1)反応室内のマイクロ波電力の空間分布を制御し、また直流磁界および、直流またはRFバイアス印加などにより、プラズマパラメ-タを自由に制御すること、(2)マイクロ波プラズマ内外の反応性の差異をプラズマパラメ-タに基づき系統的かつ定量的に解明すること、さらに(3)プラズマ粒子衝撃による損傷が少なく、プロセス効率の高い条件を見いだすことを目的とする。そこで、特に制御性および結合性に優れた、同軸線路型、直行磁界型、(ガス流と磁界とが直行するもの)とリジタ-ノコイル型について着目して研究を進めてきた。平成元年度は、ダブルモノクロメ-タ-、デジタルオシロスコ-プなどを用いて、プラズマの測定精度を向上させ、以下の成果をあげた。(1)新しく作製した大口径の同軸線路型マイクロ波放電管を用いることにより、直径6インチの基板上に、膜厚が均一でかつ均質な水素化アモルファスシリコン膜を作成することに成功した。(2)同軸線路型において、ガス流量を変化させることにより、放電プラズマ領域の広がりを制御できることを示した。(3)窒化シリコン(SiN)膜作成において、プラズマ粒子衝撃による膜表面加熱効果のために、水素含有量の減少や膜密度の増加など、膜の構造緩和が引き起こされることを明らかにした。(4)高エネルギ-のプラズマ粒子衝撃を受けるECRプラズマ内で、高密度かつ高屈折率の良質なSiN膜を作成できた。(5)リジタ-ノコイルによるプラズマの生成機構を定性的に明らかにした。(6)比較的高いガス圧である25[mTorr]までECRプラズマを発生させることに成功した。(7)リジタ-ノコイルを用いたプラズマ化学気相堆積装置により、直径5インチのシリコンウェハ-上にカ-ボン膜を堆積した。

本研究においては、(1)反応室内のマイクロ波電力の空間分布を制御し、また直流磁界および、直流またはRFバイアス印加などにより、プラズマパラメ-タを自由に制御すること、(2)マイクロ波プラズマ内外の反応性の差異をプラズマパラメ-タに基づき系統的かつ定量的に解明すること、さらに(3)プラズマ粒子衝撃による損傷が少なく、プロセス効率の高い条件を見いだすことを目的とする。そこで、特に制御性および結合性に優れた、同軸線路型、直行磁界型、(ガス流と磁界とが直行するもの)とリジタ-ノコイル型について着目して研究を進めてきた。平成元年度は、ダブルモノクロメ-タ-、デジタルオシロスコ-プなどを用いて、プラズマの測定精度を向上させ、以下の成果をあげた。(1)新しく作製した大口径の同軸線路型マイクロ波放電管を用いることにより、直径6インチの基板上に、膜厚が均一でかつ均質な水素化アモルファスシリコン膜を作成することに成功した。(2)同軸線路型において、ガス流量を変化させることにより、放電プラズマ領域の広がりを制御できることを示した。(3)窒化シリコン(SiN)膜作成において、プラズマ粒子衝撃による膜表面加熱効果のために、水素含有量の減少や膜密度の増加など、膜の構造緩和が引き起こされることを明らかにした。(4)高エネルギ-のプラズマ粒子衝撃を受けるECRプラズマ内で、高密度かつ高屈折率の良質なSiN膜を作成できた。(5)リジタ-ノコイルによるプラズマの生成機構を定性的に明らかにした。(6)比較的高いガス圧である25[mTorr]までECRプラズマを発生させることに成功した。(7)リジタ-ノコイルを用いたプラズマ化学気相堆積装置により、直径5インチのシリコンウェハ-上にカ-ボン膜を堆積した。