【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.03.13】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24KT2254
利用課題名 / Title
SiO2マスクでの深堀りMEMS用ドライエッチング
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）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
ナノインプリント,フォトリソグラフィ,ドライエッチング,リソグラフィ/ Lithography,MEMS/NEMSデバイス/ MEMS/NEMS device,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)
新関 嵩
所属名 / Affiliation
Bush Clover株式会社
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
廣谷務
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
諫早伸明,江崎裕子
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術代行/Technology Substitution
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
KT-110：レジスト現像装置
KT-121：マスクレス露光装置
KT-209：磁気中性線放電ドライエッチング装置
KT-234：深堀りドライエッチング装置（１）
KT-301：超高分解能電界放出形走査電子顕微鏡
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
本研究では、MEMSに必要とされる高アスペクト比のパターンを作製するため、電鋳金型の作製と成型方法について検討する。特に、幅が数µm程度でテーパー角の小さい微細パターンの形成に注力する。まず、シリコンウェハ基板上に高アスペクト比パターンを作製し、そのパターンを基に電鋳を行う。シリコンウェハ上での高アスペクト比パターン形成には、深掘り用のドライエッチング技術が使用される。この深掘りには高い選択比を持つマスクが必要となるため、本研究ではレジストマスクに代わり、選択比が高いSiO2マスクを用いてエッチングを行うことを目指す。
実験 / Experimental
SiO2を3um成膜したシリコンウェハに対し、スピンコーターで厚膜ポジ型フォトレジストを膜厚5μm程度で塗布、ベークを行い、マスクレス露光装置（KT-121）で露光、自動現像装置（KT-110）で現像し、磁気中性線放電ドライエッチング（KT-209）でSiO2をエッチングし、SiO2をマスクとして深掘りエッチング装置（KT-234）でシリコンをエッチングし、SEM（KT-301）で断面観察を行った。
・塗布条件
ウェハ：6シリコンウェハ
レジスト：TCIR-ZR8800 RB（96cP）塗布条件：500 rpm x 15 sec→1500 rpm x 30 sec→130 ℃ x 90secベーク
・描画条件
描画形状：幅2.0～3.0umの直線露光量：130mJ、Pnewmaticモード
・現像条件
110℃90secベーク→自動現像装置レシピ22
・SiO2エッチング
基板温度-20℃、エッチング時間300secC4F8：60sccm＋CHF3：50sccm
・深掘りエッチング条件
レシピ84、1050cycle
結果と考察 / Results and Discussion
図1に幅2.0～3.0um狙いで作成したシリコン深掘りパターンの断面SEM画像、図2に基板表面の拡大図を示す。マスクとして使用したSiO2は除去せずに残したまま撮像を行った。図1に示すように、レジストマスクと同様にトレンチ構造を作成することができたが、図2に示すようにマスク直下の基板表面側で、大きく逆テーパー形状になっていることが観察された。逆テーパー角が大きいと電鋳が噛みこんでしまい剥離できないため、形状の改善が必要となっている。今後はエッチングパラメータの条件出し、もしくは深掘りエッチング後にSiO2を除去し、その後に基板を表面を処理するなどで形状を最適化することを検討し、電鋳可能なトレンチ構造の作成を狙う。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 幅2.0～3.0umのトレンチ構造（左から0.1um刻み)
図2 幅2.2umの基板表面拡大図
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