プロセス用プラズマの新しい診断法の開発

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反応性プラズマは、ポリシリコンやシリコン酸化膜などの微細加工や薄膜のCVD、表面改質などに広く利用されている。しかし、プラズマ内の情報を測定する手段が乏しいために、反応の解明や制御が困難な状況にある。そこで「プロセス用プラズマの新しい診断法の開発」を研究テーマとして、次の4つの新しい計測用プローブの研究開発を行った。(1)フラックスプローブ法金蒸着した平面プローブをバイアスすると、イオンが当たった部分のみがスパッタされる。この現象を利用して、正・負イオンの密度、シース厚、ダスト組成などの情報を得ることができる。(2)熱プローブ法古典的なラングミュアプローブ法が印加電圧と電流の関係を測定するのに対して、熱プローブ法は印加電圧に対するプローブの温度変化を測定する。このデータからプラズマの電位、密度、負イオン等に関する情報を得ることができる。(3)シースレンズプローブ法シースのレンズ効果によりイオンが曲がることを利用して、負イオンの測定などを行うことができる。(4)誘電体プローブ法マイクロ波の誘電体損を利用して、プローブの温度変化を精密に測定してプラズマ中のマイクロ波の電界を局所的に測定する方法を開発した。