【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.03.28】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24AT0310
利用課題名 / Title
ALD成膜装置による膜質比較評価
利用した実施機関 / Support Institute
産業技術総合研究所 / AIST
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）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
シリコン酸化膜,ALD,エレクトロデバイス/ Electronic device
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)
佐藤 政司
所属名 / Affiliation
京都大学ナノテクノロジーハブ拠点
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
山崎 将嗣
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
AT-031：原子層堆積装置_1[FlexAL]
AT-099：サムコ原子層堆積装置_2[AD-100LP]
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
本学ナノテクノロジーハブ拠点では、2023年に原子層堆積装置（サムコ製／AD-800KP-KN）を導入した。当装置は、多様な膜材料に対応すべく、サーマル方式とICPプラズマ方式が選択できる上、反応ガスとしてO3、NH3、H2が接続されている。プリカーサー（前駆体）については、Si系のBDEAS、Al系のTMA、Ti系のTDMATを準備している。しかしながら、当装置でのプロセス条件は装置メーカー提供のものであって、そこで成膜された膜質に対して客観的指標に基づいた評価実績が不足している。そこで、本拠点および産総研ナノプロセシング施設が保有するALD装置を用いてSi基板上にSiO2膜を成膜して、各サンプルについて希フッ酸に対する薬品耐性の確認を行う。
実験 / Experimental
本課題で使用したALD装置および各SiO2レシピ条件を表1に示す。ここで成膜した各SiO2膜付のSi基板サンプルを希フッ酸（HF:H2O=1:200）に一定時間浸漬させて、その前後のSiO2膜厚について京都大学保有のKT311/分光エリプソメーターFE-5000（大塚電子製）を用いて測定した。また、基準データとしてSi基板上の熱酸化膜(100nm)についても同様に処理・測定を実施した。
結果と考察 / Results and Discussion
本実験の結果を表2に示す。京都大学のKT238/AD-800LP-KNで成膜したSiO2薄膜について、希フッ酸(HF濃度0.5%)でのエッチレートは22.1nm/minであり、熱酸化膜に対するエッチレート比WERR（The Wet Etch Rate Ratio）は7.45であった。一方、産総研ナノプロセシング施設のAT099、AT031でのWERRは、夫々9.53、8.89であった。膜質評価にはWERRの他にも、屈折率、残留応力などもあるため一概には言えないが、本結果から京都大学のSiO2-ALD膜は産総研のものよりも若干緻密であると考える。しかしながら、本実験では装置が異なる上に成膜条件も異なっており、京都大学のKKT238はダイレクトプラズマ方式であるのに対して、産総研のAT-099、AT-031は共にリモートプラズマ方式である。ダイレクトとリモートプラズマ方式では、前者のほうがWERRは70%程度低くなる報告(1)もあり、それを勘案すると本実験で使用した装置については、同等の膜質が得られると考えることができる。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
表1. 各ALD装置とSiO2レシピ条件
表2. 各SiO2膜のHFエッチング耐性
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
(1) 小林明子 “ALDのメカニズムとプロセスの紹介” 第1回ARIM量子・電子マテリアル領域セミナー, 2022.
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