【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.11】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24WS0305

利用課題名 / Title

耐プラズマ材料のエッチング評価

利用した実施機関 / Support Institute

早稲田大学 / Waseda Univ.

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

耐プラズマ材料, イットリア, プラズマ耐性,膜加工・エッチング/ Film processing/etching

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)

石田 虎太郎

所属名 / Affiliation

AGC株式会社

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

中山 雄太

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

柏木 誠

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

WS-007：ICP-RIE装置

報告書データ / Report

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

本研究では、早稲田大学NTRC所有のICP-RIE装置を用いて、様々な耐プラズマ材料のプラズマ耐性を評価した。特に、SiO₂、アルミナ、イットリアといった材料が異なるガス環境下でどの程度のプラズマ耐性を示すかを調査した。

実験 / Experimental

ICP-RIE装置（WS-007）を用いて、Ar、SF₆、C₃F₈など複数のガスを使用し、各ガスの混合条件およびバイアス電圧を変化させることで、SiO₂、アルミナ、イットリアといった耐プラズマ材料のプラズマ耐性をエッチングレートで評価した。

結果と考察 / Results and Discussion

イットリアのエッチングレートが他の材料と比較して一貫して低いことが確認された。この結果は、イットリアがプラズマエッチングに対して優れた耐性を有することを示唆する。Ar、SF₆、C₃F₈といった異なるガス環境下においても、イットリアのエッチングレートは著しく低く抑えられており、その高い耐プラズマ特性が明らかとなった。　イットリアのプラズマ耐性が高い理由として、材料の化学的安定性や物理的特性が影響していると考えられる。イットリアは高い融点と硬度を有し、また化学的に安定であるため、プラズマ環境下でもエッチングレートが低く抑えられる可能性が考えられる。これに対し、SiO₂やアルミナはイットリアと比較して高いエッチングレートを示し、プラズマ耐性が劣る。特に、SF₆やC₃F₈といったフッ素系ガス環境下では、SiO₂やアルミナのエッチングレートが顕著に上昇する傾向が見られた。これは、フッ素系ガスがこれらの材料と化学反応を起こしやすいことに起因すると考えられる。
以上の結果から、イットリアはプラズマエッチングに対して極めて高い耐性を持つ材料であり、高耐久性が要求されるプロセスにおいて非常に有望な材料であることが示された。今後の研究では、さらに詳細なメカニズムの解明や、他のプラズマ条件下での評価を通じて、イットリアの特性をより深く理解することが求められる。

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)

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.

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