【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.12】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23OS1027
利用課題名 / Title
プラズマ成膜/エッチングプロセスにおけるプラズマ表面相互作用の解明
利用した実施機関 / Support Institute
大阪大学 / Osaka Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）次世代バイオマテリアル/Next-generation biomaterials
キーワード / Keywords
エレクトロデバイス/ Electronic device,高品質プロセス材料/技術/ High quality process materials/technique
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)
伊藤 智子
所属名 / Affiliation
大阪大学大学院工学研究科マテリアル生産科学専攻生産科学コース
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
Anjar A. Harumningtyas,川畑 竣大,柳沢 拓真,藤田 健太
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）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
OS-126：接触式膜厚測定器
OS-114：RFスパッタ成膜装置（金属成膜用）
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
本申請は、反応性プラズマプロセスにおける表面反応の解明および反応性プラズマプロセス開発の支援を目的とし、以下の2つのテーマについて実験を行った。テーマ① プラズマエッチングにおける高エネルギーイオンの効果近年の急速なデバイスの高性能化の高集積化の要求に伴い、3次元構造を有するデバイスの開発が進められており、高アスペクト比のトレンチを加工する技術が要求されている。現在、高アスペクト比トレンチ加工では、高速度エッチングを行うために、従来のエッチングプロセスよりも高エネルギーのプラズマが用いられており、アスペクト比の低下といった問題から抗耐性のマスク材料の開発が必要となっている。本テーマでは、マスク材料に対する高エネルギー反応性イオン照射によるエッチング特性の解明を目的とした。② プラズマ表面処理による高機能医療材料開発 本テーマは、プラズマ表面処理による特殊な機能を持つ医療材料の開発を目的としている。本年度は人工骨材料表面に酸化ストロンチウム膜をスパッタ成膜した試料を作製し細胞培養実験を行った。
実験 / Experimental
テーマ① 当研究室の質量分離イオンビーム装置を用いて、フルオロカーボンイオンを生成し、金属試料にイオンビーム照射を行った。イオンビーム照射後の試料は、OS-126の接触式膜厚測定器を用いて、エッチング深さを算出した。 テーマ② OS-114のRFスパッタ装置を用いて人工骨材料に酸化ストロンチウム膜の成膜を行い、成膜後の膜厚はOS-126の接触式膜厚測定器で測定を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
テーマ① W試料に対するCF3+イオン照射によるエッチングイールド(入射CF3+イオン1個あたりの比エッチング原子数)は、高エネルギー入射イオンの場合、化学的効果によりエッチングが促進されることが明らかとなった。また、入射イオンが低エネルギーの場合では、カーバイド層の生成によりエッチングが抑制されることが明らかとなった。 テーマ② スパッタ成膜による酸化ストロンチウム試料をＸ線光電子分光装置(XPS)による表面分析を行った結果、所望の元素組成の試料が得られた。今後、酸化ストロンチウム成膜人工骨を用いた動物実験を行う予定である。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
装置使用に際し、丁寧にご説明・ご対応頂きました大阪大学分子・物質合成PFの支援員の方に感謝致します。
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.
- 川畑 竣大, 他, “CF3+イオン照射におけるタングステンエッチング反応の評価,” 2023年第84回応用物理学会秋季学術講演会, 令和5年9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