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ナノ臨界場制御による超高速・異方性選択エッチングに関する研究

纳米临界场控制超快各向异性选择性刻蚀研究

基本信息

批准号：
14040211
负责人：
堀勝
金额：
$ 2.88万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

マイクロ波励起大気圧非平衡プラズマを開発し、ウェットとドライプロセスを融合したナノ臨界場を形成し、シリコン酸化膜の超高速、異方性加工を行い、下記の成果を得た。1)マイクロ波励起大気圧非平衡プラズマ中にNF_3ガスとH_2Oを導入して、SiO_2膜の超高速加工(14μm/min)を実現した。さらに、プラズマと基板との距離をミリメーターオーダーで制御することによって、SiO_2/Siのエッチング選択比(200以上)を達成した。プラズマと基板の距離は、エッチング特性を決める極めて重要な因子であることを見出した。距離が短い場合は、SiO_2およびSiともに高速加工が可能である。一方、距離を5mm以上離すことによって、上記選択比加工が実現できることが分かった。2)上記選択比加工の機構を解明するためにICCDによる発光の空間分布を計測した。その結果、フッ素原子はプラズマと基板間の距離が5mmにおいて消滅し、基板上においてはHFが多量に存在していることが分かった。HFは、H_2Oの存在下では、HF^<2->となり、SiO_2のエッチング種として作用するため、SiO_2/Siの大きな選択比が得られると推測される。一方、プラズマと基板距離が短い場合は、フッ素原子が基板上に多量に存在しているために、SiO_2とともにSiも高速にエッチングされ、両者の選択比が得られないと考えられる。3)同プラズマプロセスを有機薄膜のエッチングに適応した結果、酸素ガスにH2Oを添加したドライ・ウェット融合プロセスによって、有機薄膜の高速加工を実現することにも成功した。4)気相および表面での反応ダイナミックスをモニタリングするために波長可変フェムト秒レーザを用いて近赤外領域の吸収分光を試みた。水分子の吸収スペクトルが得られ、同計測システムが大気圧プラズマのモニタリングツールとして有望であることを明らかにした。5)ウェット・ドライの融合プロセスによって生じるナノ臨界場の制御は、今後の新しいプロセスを拓くものであり、本研究成果はこれらのプロセスを独自に提案し、その有効性を示した。本プロセスの産業界への導入を進めて行く予定である。

The ultra-high speed and anisotropic processing of acidified films was carried out under high pressure and non-equilibrium conditions. The results are described below. 1) The ultra-high speed machining of SiO_2 film (14μm/min) was realized by introducing NF_3 and H_2O into the high-pressure unbalanced film. The distance between the substrate and the SiO2/Si substrate is more than 200. The distance between the substrate and the substrate is very important. High speed machining is possible when the distance is short. A square, distance of more than 5mm, on the record of the selection ratio processing is achieved. 2)The spatial distribution of light emitted by the ICCD is measured by the mechanism of selective processing. As a result, the distance between the substrates is 5mm, and the HF is present in a large amount on the substrates. In the presence of HF and H_2O<2->, the effect of HF on SiO_2 and SiO_2/SiO_2 ratio are speculated. When the distance between the substrate and the substrate is short, the number of atoms on the substrate is large, and the ratio of SiO_2 to Si is high. 3)In the same way, the organic thin film processing technology has been successfully realized by adding H2O to the organic thin film processing technology. 4) The absorption spectrum of the near-infrared field is tested by the absorption spectrum of the near-infrared field. The absorption of water molecules is expected to increase with the increase in the concentration of water molecules. 5) The control of critical field and the development of new critical field in the future are presented. The results of this study show that the critical field is independent and effective. The introduction of this technology into the industry is scheduled.