【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.16】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24KT2473
利用課題名 / Title
ガラス上のマイクロピラーの作製
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学 / Kyoto Univ.
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）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
ガラスマイクロピラー,ソーダライムガラス,リアクティブイオンエッチング, FIB加工,蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation,光リソグラフィ/ Photolithgraphy,膜加工・エッチング/ Film processing/etching
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)
加藤 嘉成
所属名 / Affiliation
日本電気硝子株式会社
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ロサレス グスタボ
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
木元信余
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
KT-105：両面マスクアライナー
KT-110：レジスト現像装置
KT-111：ウエハスピン洗浄装置
KT-203：電子線蒸着装置
KT-209：磁気中性線放電ドライエッチング装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
微小圧縮試験によりガラスの塑性変形挙動を調査するため、RIEプロセスによりマイクロピラーの作製に取り組んでいる。垂直なピラーを得るために、RIEプロセスで大径のピラー(～8 umΦ)を作製しその後集束イオンビーム装置（FIB）によって柱状に加工する（→5 umφ）方針に変更した。前回、大径のピラーを作製することができた (JPMXP12-24KT1217 )。今回、作製した大径ピラーでFIBによるトリミングテストを行った。
実験 / Experimental
１. 大径マイクロピラーの作製
前報（JPMXP12-24KT1217）で作製したマイクロピラーを用いた。
・ガラス： SLSガラス (30 x 30 x 0.7 mm)
・プロセス：
1）Cr膜蒸着(400nm厚)（電子線蒸着装置：KT-203）
2）レジスト塗布・露光・現像、スピンコート(TCIR-ZR8800, 5.3 um厚) （レジスト現像装置：KT-110）
⇒ 露光70 mJ/cm2 (PEB 110℃-90 sec) （両面マスクアライナー：KT-105）⇒ 現像SD-1 (120 sec)
3）Crウェットエッチング
4) REIエッチング(Antena: 1800W /Bias: 500W、Ar/O2/CHF3/C4F8: 260/15/10/10 sccm)（磁気中性線放電ドライエッチング装置：KT-209）
5) O2 ashing & Cr ウェットエッチング
2．FIB 加工によるピラートリミング
・FIB 集束イオンビーム加工装置FB2200 （日立ハイテクノロジーズ）(日本電気硝子（株）所有)
・条件 ・加速電圧：40kV
・サイズを小さくしながら、ドーナツ状のパターン加工を４回繰り返す。
(外径/内径)①12um/8.6um→②10um/7.2um→ ③8.4um/6um→④7um/5um
結果と考察 / Results and Discussion
FIB加工前後のマイクロピラーのSEM像をFigure 1 に示す(注：加工前のピラーは前報告書より抜粋した代表例であり、加工後のピラーは同一のものではない。)。圧縮試験後の解析を考慮するとピラーは垂直であることが望ましいが、FIB加工前のピラー[Figure1(a)および(b)]は上面と底部の径が大きく異なってテーパーを有しており、テーパー面も平滑でない。また、上面の周辺部にバリ状の残差が見られ、圧縮試験時に均質な荷重負荷に対する懸念があった。FIB加工後のピラー[Figure1(c)および(d)]は、テーパー角が垂直に近く、テーパー面や上面が滑らかになっている。レーザー顕微鏡およびSEMによる形状計測結果をTable１に示す。FIB加工後のピラーは、上面径4.7 um、底部5.3umでテーパー角は約86度となり、FIB加工前（～65度）と比較して大きく向上した。ピラーの根元部分にグルーブ（溝）が作製されるためターゲットよりも0.4um高いが、RIEプロセスのエッチング量とFIB加工時間で調整は可能である。今回の結果で、RIEプロセスとFIBプロセスを組合わせて寸法精度の高いマイクロピラー作製する目途をつけることができた。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Figure 1 SEM images of micropillars before and after the FIB trimming process. [Before:(a) and (b), After:(c) and (d)]
Table 1 Geometry of the micropillars as well as the target for the indentation tests.
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
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