工学院大学 教育支援機構　博士（理学）　関口 敦　氏
[ご専門]真空技術，薄膜形成，プラズマプロセス，ＰＶＤ，ＣＶＤ，ドライエッチング

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[ご所属] 青山学院大学大学院 客員教授，真空と表面の匠（日本表面真空学会認定）
[HP] https://er-web.sc.kogakuin.ac.jp/Profiles/19/0001884/profile.html

　シリコン半導体集積回路素子，化合物半導体機能素子，フラットパネルディスプレイ，固体撮像素子や発光ダイオードなどの電子デバイスによって私たちの生活は飛躍的に豊かになりました。これらの電子デバイスは真空技術を利用した薄膜形成技術によって製造されています。昨今，リスクマネジメントの観点から，これらの電子デバイスの製造を国内回帰する動きが強まっていて，改めて真空と薄膜形成に関する技術への期待が強まっています。
　今回，この需要に応えるため電子デバイスの製造技術に使用されている「真空技術の基礎」および「薄膜形
成技術の基礎」に関して解説します。特に真空蒸着，スパッタリング，ＣＶＤ，ＡＬＤによる薄膜形成技術（成膜
技術）および薄膜を微細加工するドライエッチング技術の基礎を解説します。合わせて，これらの技術で使用
する真空下のプロセスプラズマの基礎も解説します。

１．はじめに
　 1.1 電子デバイスを構成する薄膜技術：なぜ薄膜が必要なのか？
 　1.2 薄膜とは？ 薄膜形成と真空技術（ドライプロセス）
 　1.3 真空技術の特徴と用途
 　1.4 ノーベル賞と真空技術

２．真空技術の基本
　 2.1 圧力とは？　真空の程度を表す指標である圧力 大気圧は変動する
　 2.2 真空の分類
 　2.3 真空下での気体の挙動と特徴
 　2.4 平均自由行程と粘性流・分子流
 　2.5 超高真空の必要性と分子の入射頻度
 　2.6 ガス流量を考える：安定したガス流用制御技術

３．真空技術の電子産業応用
　 3.1 純度を確保するためのガス配管管理：サイクリックパージ
 　3.2 真空充填技術：液晶注入
 　3.3 清浄表面の確保と真空：クラスター装置の設計指針
 　3.4 成膜時の膜純度確保と真空：到達圧力の影響
 　3.5 ＣＶＤ原料の蒸発速度と飽和蒸気圧
 　3.6 低温プラズマプロセスを実現する真空
 　3.7 低蒸気圧の化学物質を取り扱う真空装置の設計

４．真空を作る・測る
　 4.1 真空容器
 　4.2 真空ポンプ
 　4.3 真空計
 　4.4 真空部品
 　4.5 真空システム

５．薄膜形成技術および薄膜加工技術
　 5.1 薄膜形成技術１ PVD_蒸着
　　・蒸着装置の構造
　　・なぜ真空が必要か？
　 5.2 薄膜形成技術２ PVD_スパッタリング
　　・スパッタとは？ スパッタ装置の構造
　　・薄膜製造に使用されている理由：なぜ密着性の良い薄膜が得られるのか？
　　・プロセスプラズマの基礎
　　・絶縁膜に使用する高周波スパッタリング：セルフバイアスの発生メカニズム
　　・プレーナマグネトロンスパッタ技術
　　・バイアススパッタ技術
　　・リアクティブスパッタ技術
　　・スパッタ･リフローおよびフロースパッタ
　　・ＰＶＤシステム構築のポイント
　 5.3 薄膜形成技術３ CVD･ALD
　　・ＣＶＤの特徴と必要性：ＣＶＤを選択するときの理由
　　・化学反応速度論の基礎：表面反応の確認手法
　　・ＣＶＤのプロセス解析：アレニウスプロット
　　・ＣＶＤプロセスウインドウの設計
　　・良好なカバレッジや結晶特性を得るためには
　　・ＣＶＤ装置の設計：クラウジウス－クラペイロンプロット
　　・励起状態を経由するＣＶＤ技術（プラズマ支援ＣＶＤ）
　　・ＡＬＤ技術
　　・ＣＶＤ・ＡＬＤシステム構築のポイント
　 5.4 薄膜加工技術 ドライエッチング
　　・反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）の必要性：微細加工特性
　　・種々のエッチング装置
　　・ドライエッチングの終点モニタ
　　・スパッタエッチングの特性と必要性
　　・ドライエッチングシステム構築のポイント

６．まとめ
　 6.1 今後の製造産業を考える

□質疑応答□