CVD・ALD装置の反応プロセス解析事例と展開

セミナー趣旨

　化学気相堆積（CVD）法と原子層堆積（ALD）法は、様々な薄膜を形成する際に広く用いられています。これらには、流れ、熱、反応物質の輸送に気相・表面の化学反応が複雑に絡むため、難しく見える方法です。
　そこでCVD装置内の現象を解析するために、化学反応速度と熱流体の基礎をはじめに紹介します。原子層堆積（ALD）装置の流れ解析についても紹介します。
　次に、実験的に化学反応の様子を観察・測定した例、成膜条件と得られた膜の関係から反応を推定した例、表面反応速度の理論上限を超える工夫をした例、プラズマCVDの反応を観察し解析した例、副生成物から見える情報、などを紹介します。最後に、CVDとALDのプロセスを最適化するための要点を整理します。

受講対象・レベル

・CVDとALDに初めて取り組む技術者
・薄膜形成の反応プロセスと装置を理解し、改善したい技術者
・新たな薄膜形成手法とプロセスを開発したい技術者
・CVDとALDの装置を設計・開発したい技術者
・化学反応を自由に捉えたい研究者・技術者

必要な予備知識

薄膜形成の基礎から説明しますので、予備知識は不要です。

習得できる知識

１．CVD法・ALD法による薄膜形成機構を理解できる。
２．CVD法・ALD法に関わる基本現象が分かる。
３．熱流体と反応場の捉え方を理解し、それを変えて行く手法が分かる。
４．気相化学種から反応を推定する方法が分かる。
５．膜質の情報から反応プロセスを推定する方法が分かる。
６．成膜速度とドープ濃度を上げるために化学反応を組み替える方法が分かる。
７．成膜結果と要因の関係を関数化する簡単な手法と応用例が分かる。
８．副生成物の挙動と影響が分かる。
９．プロセスを最適化するための考え方が分かる。

セミナープログラム

１． 序論
　　　1-1. CVD法とALD法の概要と特徴 
　　　1-2. 薄膜形成理由
　　　1-3. 成膜装置・成膜条件・要因

２． 化学反応の基礎
　　　2-1. 反応速度、反応次数と速度定数
　　　2-2. 反応速度式の作り方
　　　2-3. 律速過程

３． 表面反応・気相反応
　　　3-1. 主反応過程と膜質 

４． その場観察方法
　　　4-1. その場観察で得られる情報
　　　4-2. ガス採取場所の注意
　　　4-3. 四重極質量分析（QMS）法
　　　4-4. 圧電性結晶振動子によるその場測定
　　　4-5. 赤外吸収（FT-IR）法

５． 膜分析方法
　　　5-1. 膜厚（成膜速度）測定
　　　5-2. X線光電子分光（XPS）法
　　　5-3. 二次イオン質量分析（SIMS）法
　　　5-4. エネルギー分散型X線分光（SEM-EDX）法
　　　5-5. 分析結果の解釈に困ったとき

６． 反応の場（装置：流れ、熱と反応）を考慮した解析
　　　6-1. 流れを把握する必要性
　　　6-2. CVD装置内のガス流れ観察と数値計算
　　　6-3. 流れを知る方法
　　　6-4. ガス密度（種・濃度）でも流れは変わる
　　　6-5. ガス濃度、流れと温度分布（計算）
　　　6-6. 圧電性結晶振動子によるその場測定：成膜最低温度
　　　6-7. 流れで膜質は変わる
　　　6-8. 水平流れと基板回転：流れ・濃度・成長速度・膜厚・回転による平均化
　　　6-9. 縦流れと基板回転：流れ・温度・濃度・基板直径・成膜速度
　　　6-10. 基板回転の効果と活用
　　　6-11. CVD反応器の形状と操作が成膜速度分布・膜質に及ぼす影響
　　　6-12. 原子層堆積（ALD）装置内の流れと熱（低圧時と反応圧力時）

７． 膜とガスの分析に基づく反応解析とモデル化例
　　　7-1. 質量分析による反応解析と速度モデル構築
　　　7-2. 数値解析による反応速度とドーピング反応速度モデル構築
　　　7-3. 反応設計と解析、成膜速度上限を超える工夫(並列ラングミュア過程)
　　　7-4. 三塩化ホウ素＋クロロシラン
　　　7-5. ホウ素、炭素とケイ素の相互作用
　　　7-6. 多元系プラズマCVD機構の解析

８． 副生成物から推定される反応例
　　　8-1. 排ガス管内堆積物：Si微粉
　　　8-2. 副生成物から推定される反応
　　　8-3. 排ガス管内堆積物：クロロシランによるSiとSiC成膜
　　　8-4. 排ガス管内堆積物：クロロシランによる副生成物の分解除去
　　　8-5. リアクター内の汚れなどからわかる情報
　　　8-6. 不要堆積物に起因する障害
　　　8-7. 副生成物から分かること

９． 最適化の考え方
　　　9-1. 諸要因の効果と活用
　　　9-2. 最適化

10． まとめ

【質疑応答】

キーワード：
CVD,ALD,薄膜,化学反応,分析,ガス,セミナー,講演,研修

セミナー講師

反応装置工学ラボラトリ 代表 博士（工学）
羽深 等 氏

【ご専門】
化学工学（反応工学）、半導体結晶ウエハ生産プロセス技術

【ご経歴等】
横浜国立大学名誉教授、化学工学会シニア会員、化学工学会エレクトロニクス部会長、応用物理学会会員、日本結晶成長学会会員、米国化学会会員、米国電気化学会名誉会員、エレクトロニクス実装学会会員、空気清浄協会会員、よこはま高度実装技術コンソーシアム理事長

セミナー受講料

55,000円（税込、資料付）
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