ECRエッチングプラズマ中のラジカル反応機構および制御に関する研究

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1.ECR励起オン・オフ変調CHF3エッチングプラズマにおいて,赤外半導体レーザー吸収分光法を用いて,ECRポイントにできる限り近い領域におけるCF,CF_2,CF_3ラジカル密度およびラジカルの生成・消滅過程を計測し,ラジカルの振舞いを明らかにした.ECR近傍とECR下流におけるラジカル密度と比較した結果,ラジカルの寿命が非常に長いため,ラジカル密度に大きな相違はないことが判明した.2.オン・オフ放電変調方式により,ECR励起CHF_3エッチングプラズマ中のCF,CF_2,CF_3ラジカルの密度比を制御できることを示し,これらのラジカルとフルオロカーボン膜の堆積速度・組成との関係を高感度フーリエ変換赤外分光装置およびX線光電子分光装置を用いて調べた.その結果,高精度エッチングプロセスにおけるフルオロカーボン膜形成にCF_2ラジカルが寄与していることを明らかにした.3.赤外半導体レーザー吸収分光法を用いて,ECR励起CF_4,C_3F_6,C_4F_8エッチングプラズマ中のCF,CF_2,CF_3ラジカル密度をはじめて系統的に計測し,ラジカルの振舞いを明らかにした.CF_2ラジカル密度は,用いるガスの組成(C/F)比に比例して増加することを見出した.さらに,水素添加によるラジカル密度への影響を調べ,高精度エッチング時におけるラジカルの組成を明らかにした.