マスクレス超低損傷加工を実現する小型中性粒子ビームエッチング装置の開発

摘要

ミニマルファブは、従来の大規模工場では生産できないほど少量の半導体チップを低コストかつ短期間で製造することを目的とした半導体製造システムである。これにより数千億円ほどの設備投資額を1000 分の１程度に抑えることが可能となる。したがって、少量多品種の半導体微細デバイスの研究開発や製品化への貢献が期待されている。ナノサイズ量子ドットのマスクレス加工方法が実現すると、太陽電池や熱電変換素子等を安価に製造することが可能となり、環境電源として高効率の発電機能をもつIoT 用途の素子の実現に大いに近づく。しかし、従来の反応性プラズマによる微細加工では、被加工物表面に対してプラズマ中の荷電粒子や紫外線による欠陥がSi 表面から10 nm 以上の深さにわたり形成され、電子の移動度が劣化することが東北大学・寒川等によって報告されている。従って、素子に欠陥を形成することのない微細加工技術の開発が必要である。本研究開発では、ナノ構造素子やCMOS 回路のさらなる微細化・高性能化に必須となる無欠陥加工を可能とした、少量多品種用小型中性粒子ビーム加工装置を開発した。