発光観測と質量スペクトルを併用した反応性プラズマ中のラジカルの検出

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プラズマエッチングのメカニズムを明らかにするためには、プロセスガスの初期解離過程および気体中のラジカルを含む反応素過程を調べることが重要である。1.電子衝突による三塩化ホウ素の解離過程:電子衝突による紫外可視発光スペクトルを観測し、励起状態にある生成物の生成過程を調べた。(1)まずスペクトルの観測からB原子とB^+イオンからの発光およびBCl(A-X)バンドを同定し、さらにBCl_2からと思われる250-380と400-530nmのバンドを観測した。(2)各発光種の励起スペクトルは25eV付近にピークを示す。発光のしきい値を測定しB原子の生成には2つの過程があることがわかり、またBCl(A)状態の生成としてはBCl(A)+2Clのみの過程が観測された。(3)B原子の^2D状態は直接生成しているのに対し、^2S状態は直接生成せず、より高い状態からのカスケードによることが、発光寿命の測定からわかった。またBCl(A)状態の発光寿命は文献値と一致した。BCl_2の寿命は光分解による値と矛盾しない値を得た。2.プラズマ中でのラジカルの検出と生成過程:放電プラズマ中でのラジカルやイオンの濃度および減衰を調べるため、Arガス中のハロメタン類のホローカソード放電中での発光スペクトルと質量スペクトルを観測する装置を製作した。CCl_4を用いて、ClやCClの発光を観測した。注目していたCl_2やCCl_2からの発光はブロードなため未だ確認していない。一方、Ar^+やCCl^+の質量スペクトルを観測したが、CCl^+の強度が弱く、反応定数の測定等は行えなかった。今後は、放電をRFあるいはMWにして、装置の改良を行う予定である。