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J-GLOBAL ID：201402258648024400   整理番号：14A0622756

シリコンのプラズマエッチング過程での表面粗化とリップル形成:数値的研究と実験との比較

Surface roughening and rippling during plasma etching of silicon: Numerical investigations and a comparison with experiments

著者 (5件)： TSUDA Hirotaka (Dep. of Aeronautics and Astronautics, Graduate School of Engineering, Kyoto Univ., Kyoto-daigaku Katsura ...) ,  NAKAZAKI Nobuya (Dep. of Aeronautics and Astronautics, Graduate School of Engineering, Kyoto Univ., Kyoto-daigaku Katsura ...) ,  TAKAO Yoshinori (Dep. of Aeronautics and Astronautics, Graduate School of Engineering, Kyoto Univ., Kyoto-daigaku Katsura ...) ,  ERIGUCHI Koji (Dep. of Aeronautics and Astronautics, Graduate School of Engineering, Kyoto Univ., Kyoto-daigaku Katsura ...) ,  ONO Kouichi (Dep. of Aeronautics and Astronautics, Graduate School of Engineering, Kyoto Univ., Kyoto-daigaku Katsura ...)
資料名： Journal of Vacuum Science & Technology. B. Nanotechnology and Microelectronics: Materials, Processing, Measurement, and Phenomena  (Journal of Vacuum Science & Technology. B. Nanotechnology and Microelectronics: Materials, Processing, Measurement, and Phenomena)
巻： 32  号： 3  ページ： 031212-031212-21  発行年： 2014年05月 
JST資料番号： E0974A  ISSN： 2166-2746  CODEN： JVTBD9  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 高密度Cl₂及びCl₂/O₂プラズマ中でのSiのエッチングの過程での原子スケール又はナノメートルスケールの表面粗化とリップル形成を,プラズマエッチング過程でのプラズマ-表面相互作用とフィーチャ分布成長に対する三次元モンテカルロベースシミュレーションである,3次元原子スケールセルラーモデル(ASCeM-3D)を開発することによって研究した。このモデルはCl⁺イオン,中性Cl及びO,微細構造とそこでのフィーチャ表面でのエッチ生成物とSiCl_x及びSiCl_xO_yの副生成物の挙動を取り入れている。表面化学とカイネティクスは表面塩化,化学エッチング,イオンエンハンスエッチング,スパッタリング,表面酸化,エッチされたフィーチャ表面から脱着したエッチ生成物の再堆積,プラズマから来るエッチ副産物の堆積を含んでいる。モデルはまた,フィーチャの幾何学的シャドーイングと中性原子の表面再放出と共に,基板への入射及び/又はイオン侵入についてのフィーチャ表面からの反射又は散乱を考慮している計算は側面50nmの正方基板に対して,基板表面へのイオン入射角を変えて行った。典型的な入射イオンエネルギー,イオンフラックス,中性反応物対イオンフラックス比はそれぞれE_i=100eV,Γ_i⁰=1.0×10¹⁶cm^-2s^-1,Γ_n⁰/Γ_i⁰=100である。数値結果はナノスケールの粗化表面フィーチャがエッチング中にイオン入射角に顕著に依存して時間と共に成長することを示した。実際には,θ_i=0°又は垂直入射において,凹凸フィーチャが表面にランダムに形成される。一方で,θ_i=45°又は斜め入射では,波長が15nmのオーダーのリップル構造が表面上でイオン入射方向に対して垂直に形成される。対照的に,更にθ_i≧75°まで増加する,又はすれすれ入射では波長5nm以下の小さなリップル又はスリット状溝が表面上でイオン入射方向に平行に形成される。そのようなイオン入射方向に応じた表面粗化とリップル形成はイオンエネルギーと中性反応物,酸素,エッチ生成物の入射フラックスに大きく依存することも見出された。シミュレートされた粗化フィーチャ表面の2次元パワースペクトル密度解析をいくつかの事例において行った。表面粗度の形成と発達に対する可能な機構を考察した。実験との比較も行った。(長文の為,全文入力不可,中途打ち切り)(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *ケイ素 ,  *プラズマエッチング ,  塩素 ,  酸素 ,  表面処理 ,  *モンテカルロ法 ,  計算機シミュレーション ,  三次元 ,  *表面粗さ ,  波形 ,  スパッタリング ,  酸化 ,  *半導体 ,  表面構造 ,  粗化 ,  計算機利用 ,  利用 ,  構造
準シソーラス用語： 表面粗化

分類 (3件)： 固体デバイス製造技術一般  (NC03030V) ,  プラズマ応用  (BJ02110K) ,  半導体の表面構造  (BK15030A)

タイトルに関連する用語 (7件)： シリコン ,  プラズマエッチング ,  過程 ,  表面粗化 ,  数値 ,  研究 ,  実験