平成12年度未来開拓学術研究推進事業研究成果報告書概要



1.研究機関名 東洋大学
 
2.研究領域 理工
 
3.研究分野 次世代プロセス技術
 
4.研究期間 平成8年度〜平成12年度
 
5.研究プロジェクト番号 96P00406
 
6.研究プロジェクト名 低温プラズマの大面積・高密度化生成と制御、及びその工業化への応用

7.プロジェクト・リーダー
プロジェクト・リーダー名 フリガナ 所属部局名 職名
堀池 靖浩 ホリイケ ヤスヒロ 大学院工学研究科 客員教授

8.コア・メンバー

コア・メンバー名 フリガナ 所属研究機関名・所属部局名 職名
菅野 卓雄 スガノ タクオ 東洋大学・工学部 教授
岡本 幸雄 オカモト ユキオ 東洋大学・工学部 教授
吉田 泰彦 ヨシダ ヤスヒコ 東洋大学・工学部 教授

9.研究協力者

研究協力者名 フリガナ 所属研究機関名・所属部局名 職名
進藤 春雄 シンドウ ハルオ 東海大学・工学部 教授
一木 隆範 イチキ タカノリ 東洋大学・工学部 助教授
高村 禅 タカムラ ユズル 東京大学大学院・工学系研究科 助手

10.研究成果の概要

平成8〜12年度の5年間に研究された「低温プラズマの大面積・高密度化生成と制御、及びその工業化への応用」の概要を以下に示す。低温・高密度・大面積プラズマ生成研究では、永久磁石使用平板型NLD(中性磁気線放電)、リングスロットアンテナや高誘電率導入窓を用いたマイクロ波表面波プラズマ、逆電流駆動ICP(誘導結合型プラズマ)を、アンテナ構造、時間変調、下流域などにより制御し、当初の計画通り約30cm径の低温・高密度プラズマの生成を達成した。これらの新規プラズマを用い、多くの応用を開発を切り開いた。即ち、まずULSIプロセスでの高アスペクト比SiO2コンタクト孔エッチングでは、C4F8/Ar ICPを用い、滞在時間制御により達成し、更に本系では高アスペクト比形成条件は、適正な全流量で決定される法則を見出した。また、代替フロロカーボンガスのHFE227を用い、レジスト保護のためテトラメチルシランを導入し、孔で50nm、溝で20nmまでマイクロローディングが無いパターンを達成した。フロロカーボンラジカル種と壁との相互作用を壁温度に関して調べ、高温ほど高次種が壁との接触により低次種に変換され、これが「エッチストップ」の原因になることを示唆した。プラズマの下流における低エネルギ電子の付着による負イオンを生成し、塩素ではCl-イオンがSiに対して高エッチング率を示し、酸素ではO-イオンを用い基板にRFバイアスを印加して高速酸化を実現した。下流域法の一応用として、塩素ICPによりCrレチクルマスクエッチングを高レジスト選択比により実用化した。酸化膜エッチングの一応用として、マイクロキャピラリを作製し、極微量血液から日々の健康を診断する「ヘルスケアチップ」や、誘電泳動力による血液細胞の分離や捕捉、濃縮するチップを開発した。最後に、金属ポリフィリン錯体のプラズマ高機能重合膜をITO基板上に生成し、MeTPP薄膜がp型半導体を示し、高感度グルコースセンサーが開発された。

11.キーワード

(1)低温プラズマ、(2)高密度プラズマ、(3)大面積プラズマ
(4)プラズマ制御、(5)高アスペクト比孔、(6)負イオン
(7)ダウンストリーム、(8)金属ポリフィリン錯体、(9)バイオチップ

12.研究発表(印刷中も含む)

[雑誌論文]
著者名 論文標題
T. Ohgushi et al. Characteristics of Time Modulated Surface Wave Argon Plasma
雑誌名 発行年 ページ
Appl. Surf. Sci. 169-170 2001 593-598

著者名 論文標題
A. Oki, et al. Electroosmosis Injection of Blood Serum into Biocompatible Microcapillary Chip Fabricated on Quartz Plate
雑誌名 発行年 ページ
Electrophoresis 22 2001 341-347

著者名 論文標題
P. W. Lee, et al. A New Inside-Type Segmented Coil Antenna for Uniformity Control in a Large-Area Inductively Coupled Plasma
雑誌名 発行年 ページ
Jpn. J. Appl. Phys. 39 2000 L548-L550

著者名 論文標題
T. Ujiie, et al. Fabrication of Quartz Microcapillary Electrophoresis Chips Using Plasma Etching
雑誌名 発行年 ページ
Jpn. J. Appl. Phys. 39 2000 3677-3682

著者名 論文標題
Y. Chinzei High Aspect Ratio SiO2 Etching with High Resist Selectivitiy Improved by Addition of Organicsilane to Tetrafluoroethyl ether (HFE 227)
雑誌名 発行年 ページ
J. Vac. Sci. Technol. A18(1) 2000 158-165

著者名 論文標題
H. Oshio, et al. Run-to-Run Evolution of Fluorocarbon Radicals in C4F8 Plasmas Interacting with Cold and Hot Inner Walls
雑誌名 発行年 ページ
J. Electrochem. Soc. 147(11) 2000 4273-4278

著者名 論文標題
T. Ichiki, et al. Precise Chrome Etching in Downstream Chlorine Plasmas with Electron Depletion through Negative Ion Production
雑誌名 発行年 ページ
J. Electrochem. Soc. 147(11) 2000 4289-4293

著者名 論文標題
H. Shindo, et al. Electron Energy Control in an Inductively Coupled Plasma at Low Pressures
雑誌名 発行年 ページ
Appl. Phys. lett. 76(10) 2000 1246-1248

著者名 論文標題
Y. Feurprier, et al. Microloading effect in Ultrafine SiO2 Hole/Trench Etching
雑誌名 発行年 ページ
J. Vac. Sci. Technol. A17(4) 1999 1556-1561

著者名 論文標題
K. Nakamura, et al. Plasma Polymerization of Cobalt Tetraphenylporphyrin and the Functionalities of the Thin Films Produced
雑誌名 発行年 ページ
Thin Solid Films 345 1999 99-103

著者名 論文標題
T. Fujii, et al. Enhancement of Negative-Ion-Assisted Silicon Oxidation by Radio-Frequency Bias
雑誌名 発行年 ページ
Jpn. J. Appl. Phys. 38 1999 L1466-L1468

著者名 論文標題
H. Shindo, et al. Electron Energy Control in Inductively Coupled Plasma Employing Multimode Antenna
雑誌名 発行年 ページ
Jpn. J. Appl. Phys. 38 1999 L1066-L1069

著者名 論文標題
T. Ichiki, et al. Charge Referencing of XPS Spectra from Fluorocarbon Polymer Films using Fluorine as an Internal Standard
雑誌名 発行年 ページ
J. Surf. Anal. 5(2) 1999 193-196

著者名 論文標題
H. Shindo, et al. Negative Ion Assisted Silicon Oxidation with Transformer Coupled RF Bias
雑誌名 発行年 ページ
Surf. Coat. Technol. 116-119 1999 618-621

著者名 論文標題
Y. Chinzei et al. Flow Rate Rule for High Aspect Ratio SiO2 Hole Etching
雑誌名 発行年 ページ
J. Vac. Sci. Technol. A16(3) 1998 1519-1524

著者名 論文標題
Y. Chinzei et al. Residence Time Effects on SiO2/Si Selective Etching Employing High Density Fluorocarbon Plasma
雑誌名 発行年 ページ
J. Vac. Sci. Technol. B16(3) 1998 1043-1050

著者名 論文標題
Y. Chinzei et al. Development and Plasma Characteristics Measurement of Plannar-Type Magnetic Neutral Loop Discharge Etcher
雑誌名 発行年 ページ
Jpn. J. Appl. Phys. 37(8) 1998 4572-4577

著者名 論文標題
Y. Morikawa et al. Reaction of the Fluorine Atom and Molecule with the Hydrogen-terminated Si(111) Surface
雑誌名 発行年 ページ
J. Vac. Sci. Technol. A16(1) 1998 345-355

著者名 論文標題
E. Kaneko et al. Characteristics of a Large-Diameter Surface-Wave Mode Microwave-Induced Plasma
雑誌名 発行年 ページ
Jpn. J. Appl. Phys. 37 1998 L170-L173

著者名 論文標題
T. Koromogawa et al. Negative Ion Assisted Silicon Oxidation in Downstream of Microwave Plasma
雑誌名 発行年 ページ
Jpn. J. Appl. Phys. 37 1998 5028-5032

著者名 論文標題
Y. Sawa et al. Excitation of Sheath Oscillating Current by Superimposing Pulse Voltage
雑誌名 発行年 ページ
Jpn. J. Appl. Phys. 37(1A) 1998 337-341

著者名 論文標題
M. Furukawa et al. Production of Large-Diameter Microwave Plasma with a High-Permittivity Material Window
雑誌名 発行年 ページ
Jpn. J. Appl. Phys. 37 1998 L1005-L1007

著者名 論文標題
S. Uchiyama et al. Formation of Aniline-Bonded Catechols in Aqueous Solution, and their Electrochemical Behaviors at Carbon Felt Elec Electroanalysis trode
雑誌名 発行年 ページ
Electroanalysis 10 1998 647-650

著者名 論文標題
A. Ohtomo et al. Room Temperature Ultraviolet Laser Emission from ZnO Nanocrystal Thin Films Grown by Laser MBE
雑誌名 発行年 ページ
Materials Science and Engineering B54 1998 24-28

著者名 論文標題
S. Toyama et al. Surface Design of SPR-Based Immunosensor for the Effective Binding of Antigen or Antibody in the Evanescent Field Using Mixed Polymer Matrix
雑誌名 発行年 ページ
Sens. & Actu. B52 1998 65-71

著者名 論文標題
T. Ichiki, et al. Gap-Filling of Cu Employing Sustained Self-Sputtering with ICP Ionization
雑誌名 発行年 ページ
Jpn. J. Appl. Phys. 36 1997 1469-1472

著者名 論文標題
H. Shindo et al. Heliconwave Plasma Which Contains Negative Ion
雑誌名 発行年 ページ
Jpn. J. Appl. Phys. 36 1997 333-336

著者名 論文標題
M. Furukawa et al. A Model for Resolution Dependent Roughness Values Measured by an Optical Profiler Specific Surfaces
雑誌名 発行年 ページ
Jpn. J. Appl. Phys. 36 1997 3750-3754

著者名 論文標題
R. Miyano et al. Basic Characteristics of New Plasma Sorce Using Coaxially Systematic Surface Wave in VHF Band
雑誌名 発行年 ページ
J. Research Insti. Sci. Technol. 9 1997 79-86

著者名 論文標題
S. Uchiyama et al. Highly Sensitive Cyclic Voltammograms of 4-aminodiphenylamine Obtained by a Porous Carbon Felt Electrode, and Estimation of the Hydrolysis Rate Constant of its Quinonediimine State at a Neutral pH
雑誌名 発行年 ページ
Electroanalysis 9(11) 1997 822-826

著者名 論文標題
T. Shibayama et al. Silicon Etching by Alternating Irradiation of Negative and Positive Ions
雑誌名 発行年 ページ
Plasma Sources Sci. Technol. 5 1996 254-259

著者名 論文標題
J. Kikuchi et al. Cleaning of Silicon Surfaces by NF3 Added Hydrogen and Water-Vapor Plasma Downstream Treatment
雑誌名 発行年 ページ
Jpn. J. Appl. Phys. 35 1996 1022-1026

著者名 論文標題
Y. Kobayashi et al. High Rate Bias Sputtering Filling of SiO2 Film Employing Both Continuous Wave and Time-Modulated Inductively Coupled Plasmas
雑誌名 発行年 ページ
Jpn. J. Appl. Phys. 35 1996 1474-1477

著者名 論文標題
Y. Okamoto A Microwave-Induced Unmagnetized Plasma Source for Plasma Processing
雑誌名 発行年 ページ
Plasma Sources Sci. Technol. 5 1996 648-652

著者名 論文標題
Y. Chinzei, et al. SiO2 Etching Employing Inductively Coupled Plasma with Hot Inner Wall
雑誌名 発行年 ページ
Jpn. J. Appl. Phys. 35 1996 2472-2476

著者名 論文標題
N. Fukushima et al. High Rate and Smooth Surface Etching of Al2O3-TiC Employing Inductively Coupled Plasma(ICP)
雑誌名 発行年 ページ
Jpn. J. Appl. Phys. 35 1996 2512-2515

著者名 論文標題
Y. Chinzei et al. Highly Selective SiO2/Si Etching and Related Kinetics in Time-Modulated Helicon Wave Plasma
雑誌名 発行年 ページ
Jpn. J. Appl. Phys. 35 1996 3585-3589

著者名 論文標題
W. Miyazawa et al. A Large-Area ECR Processing Plasma
雑誌名 発行年 ページ
Plasma Sources Sci. & Technol. 5 1996 265-267

著者名 論文標題
R. Miyano et al. New Plasma Sorce of Coaxially Symmetric Surface Wave in VHF Band
雑誌名 発行年 ページ
J. Research Insti. of Sci. and Technol. 8 1996 65-69

著者名 論文標題
堀池靖浩(分担) 次世代ULSIプロセス技術
雑誌名 発行年 ページ
リアライズ社   1999 825

著者名 論文標題
堀池靖浩(分担) 半導体大辞典
雑誌名 発行年 ページ
工業調査会   1999 2011

著者名 論文標題
堀池靖浩、林俊雄 エッチング技術「超微細加工技術」
雑誌名 発行年 ページ
応用物理学会編、オーム社   1997 309


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