高周波放電プラズマ大面積化

本研究では、今までの高周波放電プラズマ源と異なる円筒型多極磁場電極を新しく考案することにより、本質的に低気圧で大口径均一な高密度高周波放電プラズマを生成することを目的として研究を行って来た。rfプラズマプロセスのためには13.56MHが最適かどうかを確認するために購入したファンクションジェネレータを利用し、プラズマパラメータの入射周波数依存性を調べた。それに、磁場の最適化と新型電極を用いることによって、入射パワー1kWで、直径50cmに亘って、密度4×10^<10>cm^<-3>、均一度±2%の均一なプラズマがrf電極に対称的配置された基板前面で得られた。基板表面に入射するイオンのエネルギーを自由に制御するため、外部電源を使わず基板に直列に可変コンデンサを挿入し、コンデンサの容量を変えることのよって、基板前面のシース電圧を大幅に変えることに成功した。rf放電装置の場合、rf電極からのスパッタリングがかなり深刻問題になっている。基板に直列に挿入した可変コンデンサの容量を変えることによってrf電極表面のシース電圧も大きく変わり、rf電極からのスパッタリング制御が可能であることが分かった。実際ウイハを基板表面に設置し、プラズマに触られた後ウイハ表面に形成された膜の厚さを測定した結果、以前の装置と比べてrf電極からのスパッタリングを15%まで減らすことに成功した。今後は、プラズマパラメーターの最適化を行い、開発した装置を実用化へ結びつけるための研究を進める予定である。

本研究では、今までの高周波放電プラズマ源と異なる円筒型多極磁場電極を新しく考案することにより、本質的に低気圧で大口径均一な高密度高周波放電プラズマを生成することを目的として研究を行って来た。rfプラズマプロセスのためには13.56MHが最適かどうかを確認するために購入したファンクションジェネレータを利用し、プラズマパラメータの入射周波数依存性を調べた。それに、磁場の最適化と新型電極を用いることによって、入射パワー1kWで、直径50cmに亘って、密度4×10^<10>cm^<-3>、均一度±2%の均一なプラズマがrf電極に対称的配置された基板前面で得られた。基板表面に入射するイオンのエネルギーを自由に制御するため、外部電源を使わず基板に直列に可変コンデンサを挿入し、コンデンサの容量を変えることのよって、基板前面のシース電圧を大幅に変えることに成功した。rf放電装置の場合、rf電極からのスパッタリングがかなり深刻問題になっている。基板に直列に挿入した可変コンデンサの容量を変えることによってrf電極表面のシース電圧も大きく変わり、rf電極からのスパッタリング制御が可能であることが分かった。実際ウイハを基板表面に設置し、プラズマに触られた後ウイハ表面に形成された膜の厚さを測定した結果、以前の装置と比べてrf電極からのスパッタリングを15%まで減らすことに成功した。今後は、プラズマパラメーターの最適化を行い、開発した装置を実用化へ結びつけるための研究を進める予定である。