3/26 計算化学を用いた エッチングガスの一次解離過程と新規ガスの開発

 名古屋大学　低温プラズマ研究センター　客員教授　理学博士　林　俊雄 氏

【専門】エッチング技術　プロセスプラズマ・ガスの解離過程探索

［略歴］

日本真空技術(株)（現(株)アルバック）で、光励起質量分析計の開発でCF3ラジカルの測定に成功(世界初)、
小型ヘリューム漏洩検知器の開発、MOCVD装置の開発、NLDエッチング装置開発に従事、
このうち1年間は西沢潤一半導体研究所でGaAlAsのALD開発にサポート員として参画。
その後、名古屋大「プラズマプロセス研究センター」特任教授として赴任、現在は客員教授として勤務。

［受賞歴］
2014年NO+F2 → F+FNO ガスエッチング特許技術でJST6大成果賞受賞。
2022年 Dry Process Symposium 功労賞受賞。

 　プロセスガスの物性(イオン化、励起及び電子付着解離)について計算化学を用いて解析し、生成物及びその化学反応性を理解する。そこから得られた知見を基にプロセスに有用な反応種を特定するとともに導入するプロセスガス及び混合ガスの選択(レシピ構成)及び新規ガスの開発を検討する。これらの趣旨に基づき、

1. プラズマ生成の基礎
2. 計算化学の概要
3. 計算化学で明らかになったプロセス
4. 計算化学で明らかになった一次解離過程と生成物
5. 計算化学から得られた知見により開発されたエッチング技術
6. 計算化学から見た新規エッチングガスの提案
7. 計算化学から見た今後の研究課題

について述べる。

 １．プラズマ生成の基礎
　・今後の課題…負イオンおよびラジカルの計測とプラズマシミレーション
　・負イオンは無視してよいか?

２．計算化学の概要
　・計算方法の種類：密度汎関数法とab initio法
　・各種計算方法の優位性　

３．計算化学で明らかになったプロセス
　・Siエッチングにおける酸素及び窒素添加効果
　・ゲート付近に残留したSiO2のダメージレス化学エッチング
　・イオン及びラジカルの生成機構と選択比
　・気相中の電荷交換、表面からの脱離反応、負イオン放出

４．計算化学で明らかになった一次解離過程と生成物
　・メタン系フッ化物　
　・エタン系フッ化物　　
　・C3F6, C3F8,C4F6, c-C4F8,c-C5F8

５．計算化学から得られた知見により開発されたエッチング技術
　・窒化膜の高選択比エッチング
　・NO + F2 →　FNO + F 等の化学反応

６．計算化学から見た新規エッチングガスの提案
　・CxHyFz化合物
　・その他の化合物(CF3NO,CF3NH2,SiH4 他)

７．計算化学から見た今後の研究課題
　・負イオン形成機構と計測技術およびその役割
　・計算化学から得られたデータを基にした断面積の見積もり

　※セミナーの進行具合によって講演項目は一部省略することがあります。
 

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