【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.03.17】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24KT2351
利用課題名 / Title
MEMSデバイス用犠牲層エッチング技術の構築
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）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
キーワード / Keywords
犠牲層エッチング,MEMS/NEMSデバイス/ MEMS/NEMS device,3D積層技術/ 3D lamination technology,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)
畑 良幸
所属名 / Affiliation
名城大学 理工学部メカトロニクス工学科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
川野遥暉,天野成哉
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
海津利行
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
KT-212：シリコン酸化膜犠牲層ドライエッチングシステム
KT-227：赤外透過評価検査・非接触厚み測定機
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
MEMSデバイスを作製するため、シリコン酸化膜犠牲層ドライエッチング装置(KT-212)を用いて、SOI（Silicon On Insulator）基板のBOX(Buried Oxide)層のエッチングを行う。また、エッチング量の確認を行うため、赤外透過評価検査・非接触厚み測定機(KT-227)を使用し、観察を行う。
実験 / Experimental
シリコン酸化膜犠牲層ドライエッチング装置(KT-212)を用いて、SOI基板のデバイス層に形成されたエッチングホールからエッチングガスを供給することで、BOX層(2 μm)をエッチングする(目標アンダーカット量：7～15μm)(図1)。これによりセンサ構造をハンドル層からリリースした。溝が形成された6 inchウエハを治具として利用し、複数個の5mm角のセンサチップを装置に投入した。エッチング条件は圧力13.3 kPa、HF流量800 sccm、アルコール流量272 sccm、時間は200~460分で行った。その後、赤外透過評価検査・非接触厚み測定機(KT-227)によりBOX層のアンダーカット量を観察した。
結果と考察 / Results and Discussion
シリコン酸化膜犠牲層ドライエッチング装置(KT-212)によってアンダーカットを形成した。デバイス構造を、赤外透過評価検査・非接触厚み測定機を用いて観察した結果の例を図2に示す。220分では7～10 μm、260分では約11 μm、440分では約14μmであった。目標アンダーカット量をエッチングすることができた。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 MEMSデバイスの断面模式図
図2 赤外透過評価検査・非接触厚み測定機によるアンダーカット観察例 ：エッチング時間（左）220分（中央）260分（右）460分
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
[参考文献]
1. 武田悠吾, 川野遥暉，畑良幸，” 高精度化に向けたForce Rebalance 制御とデカップリング構造をともなった高Q 値2 軸加速度センサの構想提案と検証デバイスの作製，” 令和5年度電気学会センサ・マイクロマシン部門総合研究会，MSS-23-030.
2. 川野遥暉，武田悠吾，畑良幸，” 高精度化に向けた真空封止とデカップリング構造をともなった振幅変調型加速度センサの動作検証，”令和6年電気学会全国大会，3-114, pp.162-163.
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.
- Yoshiyuki Hata, Daiki Kondo, Haruki Kawano, Yugo Takeda, “Electrostatic resonant accelerometer with force-rebalance control,” Proceedings of IEEE Sensors 2024.
- 川野遥暉，武田悠吾，石井颯太，畑良幸，”真空封止とデカップリング構造をともなったForce Rebalance 制御式2 軸加速度センサ，” 第41回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム, 26A2-D-4, 2024.
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