薄膜の低温成膜技術とそのプロセス、膜質の制御

第1部 プラズマ支援反応性スパッタリング製膜による機能性薄膜の低温・大面積形成技術

～プラズマ生成制御から低温・低ダメージ・大面積のプロセス技術まで～

(2018年9月28日 10:00〜14:00) ※途中昼休み含む

　プラズマを用いた表面改質、薄膜形成あるいは微細加工などを行う技術 (いわゆるプラズマプロセス) は、表面の高機能化や新たな材料創製を高精度かつ効率良く行える実用的なプロセス技術として発展し、今日のエレクトロニクス、薄膜工学、機械工学をはじめとする広範な分野にわたる産業を支える基幹技術の一つになっています。プラズマを利用した応用分野は多岐にわたっていますが、目的に合わせた技術開発と最適化を行うためには、プラズマ生成と制御に関わる基本的な理解が極めて重要です。 　本講座では、プラズマプロセス技術の新規導入や応用展開を志す研究者や技術者の皆様の一助となることを念頭において、放電ならびにプラズマの生成・制御の基礎から、次世代のフレキシブルデバイスの創成ならびにソフトマテリアル (有機材料) への適用に不可欠な低温・低ダメージ・大面積のプロセスに向けたプラズマ技術を基盤に据えて、先進的なスパッタリング製膜技術への展開について講述します。 　特に、ものづくりの「道具」としてのプラズマプロセスでは、多様化が望まれる材料との関わりやコスト低減に資する技術が極めて重要であることから、本講座では、放電技術としてのプラズマの生成・制御に関する知見だけではなく、プラズマと材料との相互作用を踏まえ、プラズマプロセス技術の展望について実例を交えて紹介します。

1. はじめに
   • 放電科学の黎明期からの展開、プラズマ技術の応用
2. プラズマ生成の原理と実際
   1. プラズマの生成と維持
   2. プロセスプラズマ生成法
   3. 大気圧・液中でのプラズマ生成と利用
3. 大面積プラズマの生成と制御
   1. プラズマ源に求められる性能
   2. プラズマ源のスケールアップに伴う問題点
   3. 大面積プロセスプラズマ生成・制御技術
4. 低ダメージ・高密度プラズマの生成と制御
   1. プラズマ電位・イオンエネルギー制御技術
5. プラズマ支援スパッタリング製膜技術
   1. イオン衝撃を利用した製膜プロセスの特徴 (ionized sputter deposition)
   2. 反応性スパッタリング製膜プロセスの問題点と制御法
   3. 放電の高密度化と反応性制御技術
      • 磁場構造の改善による高密度化
      • 高電力インパルスマグネトロンスパッタリング
        High Power Impulse Magnetron Sputtering (HIPIMS)
      • プラズマ支援スパッタ製膜技術 (高速製膜・大面積・長尺)
6. プラズマプロセス技術の展望
   1. ソフトマテリアルの低温クリーニング・表面処理技術
   2. シリコン薄膜の低温形成技術
   3. 窒化シリコン薄膜の低温・高速・長尺形成技術
   4. 高移動度酸化物半導体InGaZnO薄膜の低温形成技術
7. まとめ、基礎・応用に関するQ&A
• 質疑応答

第2部 室温原子層堆積法による金属酸化物薄膜のコーティング技術

(2018年9月28日 14:15〜17:00)

　原子層堆積法は微細化が進むLSI製造に広く用いられているが、それ以外の様々な分野での応用が試みられている。また、堆積温度を室温化することで、従来活用できなかったELやフレキシブルエレクトロニクスでの可能性も見出されている。 　本セミナーでは、従来技術としての熱ALDの基礎を振り返り、我々が取り組んできたALDの室温化研究について解説する。近年、ニーズが高まっている微粒子コーティングについても紹介する。

1. 原子層堆積の基礎
   1. 原子層堆積法とは
   2. 原子層堆積の開発の歴史
   3. 熱ALDの事例紹介
   4. プラズマを用いたALD
   5. 低温製膜の限界
2. 室温ALDの開発
   1. SiO2の室温形成事例とペットボトル・アクリル樹脂コーティング
   2. 生体親和膜TiO2の室温形成事例とペットボトルコーティング
   3. Al2O3の室温形成事例と防食コーティング応用
   4. HfO2の室温形成事例
   5. 窒化物薄膜の低温形成事例
3. 蛍光微粒子コーティング技術
• 質疑応答