利用報告書 / User's Report | ARIM Japan公式ホームページ_マテリアル先端リサーチインフラ

【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.29】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22AT0319

利用課題名 / Title

ALD-SiO₂のプロセス評価

利用した実施機関 / Support Institute

産業技術総合研究所

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）その他/Others（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

ALD,SiO2膜,GPC,BDEAS

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

小林明子

所属名 / Affiliation

メルクエレクトロニクス株式会社

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

AT-099：サムコ原子層堆積装置_2[AD-100LP]

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

　ALD-SiO₂の膜を成膜した。GPCの飽和を確認した。膜質は、プラズマおよび温度により変化した。特にダイレクトプラズマでは、形状で膜質の違いが生じた。

実験 / Experimental

　サムコ原子層堆積装置_2[AD-100LP] {NPF099}を使用して、原料BDEASを用いて、ALDによりSiO₂膜を成膜した。中心条件 O₂ダイレクトプラズマにて、温度300℃、圧力約10Pa、RF 1000W、サイクル数200とした。
　また、酸化行程に、リモートプラズマと、ピュアO₃（高濃度のO₃）を持いて、その膜質の比較をした。
　膜厚をエリプソメトリーで調べた。膜質として、dHF：H2O=1:500にて、WERを調べた。

結果と考察 / Results and Discussion

　中心条件をベースに、GPCの原料の供給時間 (dose time)と、プラズマの印加時間（RF time）の依存性を調べた（図1、図２）。また、4インチ基板内の均一性(NU)も示した。
　中心条件は、ほぼGPCが飽和しており、NUが小さくなった。原料の吸着が飽和しており、吸着原料の酸化も飽和した。
　WERのダイレクトプラズマの時間とパワー依存性について調べた。図3にプラズマパワーの依存性を示す。GPCが同じであっても、WERが変化し、膜質が異なった。プラズマの時間の依存性でも同様であった。WERは成膜温度とプラズマ条件に大きく依存した。
また、パターン基板上でのWERについても調べた。ダイレクトプラズマの場合には、パターンの側壁部では、上部よりWERが大きく、膜質がよくなかった。
リモートプラズマ、ピュアO₃にて酸化した場合、300℃では、同程度のGPCが得られた。WERはダイレクトプラズマ（中心条件）が、低く、リモートプラズマとピュアO₃は同程度であった。パターンに成膜し、WERを比較したところ、上部/側壁部同程度のWERが得られた。
ダイレクトプラズマでは、イオンを含み、イオンは直進性が高いので、側壁ではイオンによる膜質変化が少ない。リモートプラズマとピュアO₃では、イオンの影響はない。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図1 GPCの原料供給時間依存性、図2 GPCのプラズマ時間依存性、図3 資質のプラズマパワー依存性

図4 パターンでのWER

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

・今後の課題：PECVD膜との比較等
・参考文献：A.Kobayashi, and et. Al., thin solid films 520 (2012)3994.
・GPC:サイクル膜の成膜膜厚 (growth per cycle)　RWER：熱酸化膜のWERとの比率
・謝辞：産総研NPF 有本様、山崎様に、ALD装置の調整・サポート、機会をいただいたことに感謝いたします。

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

小林明子, "ALDのメカニズムとプロセスの紹介", 第１回ARIM量子・電子マテリアル領域セミナー（オンライン）, 2022年12月22日

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件