電気的手法を用いた物理的Si基板ダメージのプラズマプロセス依存性の検討

Abstract

プラズマプロセス中に形成される物理的Si基板ダメージを電流電圧特性及び電気容量特性により評価した. 大気暴露による表面酸化層/ダメージ層/Si基板の擬似的Mos構造における電気容量特性変動に基づいた欠陥密度定量化手法を提案する. 本手法を用いて, Arプラズマ処理によるSi基板中の欠陥密度とプラズマ処理条件との関係, 及びAr系へのO_2添加の影響について考察した結果を報告する. またArプラズマとHeプラズマとのダメージ層構造の違いについても議論する. 本解析手法はプラズマプロセス開発におけるダメージ評価手法として有効であると考えられる.

We present analysis techniques for plasma process-induced damage in the Si substrate. The techniques are based on the electrical characterizations (current-voltage and capacitance-voltage measurements) of damaged structure - the surface-/interfacial-damaged layer/Si substrate. Using the techniques, the defect density created in the Si substrate was estimated for various plasma conditions with Ar gas in an inductively coupled plasma reactor. The effect of O_2 addition into Ar-plasma was also discussed. In addition, the damage creation mechanism by He-plasma and that by Ar-plasma was compared. The presented electrical characterization techniques were useful for the low-damage plasma process design.