【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.27】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24TU0209

利用課題名 / Title

半導体微細加工学生実習

利用した実施機関 / Support Institute

東北大学 / Tohoku Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者）/Internal Use (by ARIM members)

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）計測・分析/Advanced Characterization

【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

光学顕微鏡/ Optical microscope,ワイヤーボンディング/ Wire Bonding,高品質プロセス材料/技術/ High quality process materials/technique,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)

戸津 健太郎

所属名 / Affiliation

東北大学マイクロシステム融合研究開発センター

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

辺見　政浩,八重樫　光志朗

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

TU-056：両面アライナ
TU-201：DeepRIE装置#1
TU-211：プラズマクリーナー
TU-001：エッチングチャンバー
TU-266：セミオートワイヤボンダ

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

文部科学省「次世代X-nics半導体創成拠点形成事業」スピントロニクス融合半導体創出拠点（拠点長：東北大学 遠藤 哲郎教授）において、東北大学および連携機関の学生向けの実習として、クリーンルーム内での微細加工と、MEMSフォースセンサを中心とする実装を行ってIoTモジュールを試作する。

実験 / Experimental

クリーンルーム内での微細加工では、シリコンウェハ上に事前に形成したシリコン酸化膜上でフォトリソグラフィを行ってレジストパターンを形成後、ウェットエッチングによっていシリコン酸化膜をパターニングする。レジスト除去後、再度フォトリソグラフィを行う。このとき、コンタクトアライナを用いてシリコン酸化膜パターンとアライメントを行う。その後、形成したレジストパターンをマスクとして、シリコンのドライエッチング（深さ数µm）を行う。
IoTモジュール試作では、予め作製していたピエゾ抵抗型MEMSフォースセンサをプリント基板に接着し、ワイヤボンディングにより配線をした後、WiFiモジュールなどと一緒に別のプリント基板に実装する。WiFiモジュールにはArduinoマイコンのプログラミングを行い、センサの出力をクラウド経由でタブレットやスマートフォンで確認できるようにする。

結果と考察 / Results and Discussion

2024年11月12日～13日、2024年12月4日～5日、2025年1月16日～17日、2025年1月23日～24日のそれぞれ2日間実習を行い、合計27名の学生が参加した。学生の所属は東北大学、京都大学、九州大学、慶應義塾大学、東京科学大学、大阪大学であった。学生たちは4インチシリコンウェハを扱って、フォトリソグラフィ、ウェットエッチング、ドライエッチング、洗浄など、半導体前工程の基本プロセスを予定通り進め、最後に20mm角に分割して加工を完了した。パターニングを完了したウェハの光学顕微鏡写真を図1に示す。IoTモジュール試作実験についても、デバイスのダイボンディング、ワイヤボンディング、さらにはWiFiモジュールやADコンバータの実装も含めて、センサモジュール実装の一連の作業を完了した。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図1. シリコン酸化膜とシリコンをパターニングした後のサンプル

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

特になし

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