半導体プラズマにおける診断・モニタリングと制御技術

第1部 半導体プロセスプラズマの表面反応機構と制御技術

(2026年6月8日 11:00〜12:15)

　プラズマプロセスは、比較的低温で表面化学反応を効率的に誘起することにより、薄膜堆積やエッチングプロセスを可能とする。 　本講座では、化学蒸着 (CVD) 、反応性イオンエッチング (RIE) 、原子層プロセス (ALP) を例にとり、気体及びプラズマと物質表面の化学反応機構を解説し、新規の半導体プロセス開発およびプロセス制御に必要な基礎的な物理・化学機構を理解することを目的とする。

1. 気相物質界面反応の基礎
   1. プラズマ表面相互作用
   2. 表面化学反応機構
   3. 化学蒸着 (CVD) 機構
2. 反応性イオンエッチング (RIE)
   1. 物理スパッタリングと衝突カスケード
   2. イオン衝撃と化学反応の相乗効果
   3. 選択性エッチングの具体例
   4. RIE制御技術の概要
3. 原子層プロセス (ALP)
   1. 原子層堆積 (ALD) の基礎と具体例
   2. プラズマ支援原子層エッチング (PEALE) の基礎と具体例
   3. 熱原子層エッチング (ALE) の基礎と具体例
   4. ALE制御技術の概要
4. まとめ
• 質疑応答

第2部 レーザー誘起蛍光法によるプラズマ診断の基礎

(2026年6月8日 13:15〜14:30)

1. レーザー誘起蛍光法の基礎
   1. 光と原子 (分子) の相互作用
   2. 誘導放出および吸収の性質
   3. アインシュタインの関係
   4. Beer – Lambertの法則
   5. レーザー誘起蛍光法のレート方程式
   6. レーザー誘起蛍光法の実験装置
   7. レーザー誘起蛍光法の励起方式
2. レーザー誘起蛍光法によるラジカル密度測定 (低ガス圧プラズマの場合)
   1. 安定分子のレーザー誘起蛍光を用いた絶対値較正
   2. 吸収分光法の併用による絶対値較正
   3. 2光子吸収レーザー誘起蛍光法の絶対値較正
3. レーザー誘起蛍光法によるラジカル密度測定 (大気圧プラズマの場合)
   1. 衝突クエンチングの影響
   2. 分子回転温度の影響
   3. 大気圧プラズマにおける測定例
4. レーザー誘起蛍光法によるラジカル密度以外の物理量の測定
   1. 粒子速度分布関数の測定
   2. 電場測定
• 質疑応答

第3部 ドライエッチングにおけるプラズマ診断と装置のモニタリング技術

(2026年6月8日 14:45〜16:00)

　ドライエッチングに用いられるプラズマの診断技術について説明をします。また、ドライエッチング装置に関するモニタリング技術の説明をします。 　講演では、まず、ドライエッチング用の3種類のプラズマ装置について、その概要を説明します。また、装置パラメータとプラズマパラメータについて述べます。 　次に、プラズマ診断に用いられる計測技術について説明します。特に、実験室で良く使用される静電プローブについて説明します。そして、ドライエッチング装置のモニタリング技術に関し説明し、まとめます。

1. ドライエッチング用プラズマ装置 3種類
2. 装置パラメータおよびプラズマパラメータ
3. 高電圧の測定
4. 静電プローブ
   1. ラングミュアプローブ
   2. ダブルプローブ
   3. トリプルプローブ
5. 磁気プローブ
6. マイクロ波測定
7. 粒子測定
8. プラズマ装置のモニタリング技術
9. まとめ
• 質疑応答