【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.04.27】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22TU0078
利用課題名 / Title
液滴を用いたウエットプロセスによる電子デバイス材料の加工 / Fabrication of electronic device material by wet process using droplet
利用した実施機関 / Support Institute
東北大学
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
液滴，グリーンプロセス,膜加工・エッチング/Film processing and Etching,MEMSデバイス/ MEMS device
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)
田中 浩
所属名 / Affiliation
愛知工業大学 工学部 機械学科
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
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
TU-056：両面アライナ
TU-051：ミカサ スピンコータ
TU-060：現像ドラフト
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
シリコン異方性ウエットエッチングはマイクロシステム製作に従来から利用されてきた基本的加工技術である．しかし現状は，所望の３次元形状を平滑に得るために，大量の毒劇物の高濃度（20wt%程度以上）アルカリ水溶液に加工物を浸漬しなくてはならない．この原因の一つは，低濃度のアルカリ水溶液を用いるとエッチング特性上，マイクロピラミッドと呼ばれる微小凹凸が生じてしまうためである．現在我々は，環境にやさしい微小部エッチング方法として，低濃度アルカリ水溶液の液滴を加工部上で局部加熱蒸発させながらエッチングを行う方法を検討中である．
実験 / Experimental
実験試料としてSi(100)面ウェハをフォトリソグラフィにより1 µm厚のSiO2マスク膜パターンを持つエッチング用試料を製作した．Fig. 1に本試料を用いた実験装置の概要図を示す．エッチング加工部雰囲気を赤外線ランプで加熱できるようにし，5wt%KOH水溶液の液滴を試料上部から一定間隔で滴下した．液滴は滴下する間，及び試料表面上で雰囲気温度により水分が蒸発することで，実際にエッチングする時にはマイクロピラミッドが発生しない高濃度液となると考えた．所望の時間エッチング後，レーザ顕微鏡でエッチング深さ及び外観を評価した．
結果と考察 / Results and Discussion
Fig. 2は，5wt%KOH水溶液を初期の液として，エッチング液滴量（一滴の量の計測が難しいので，一分間当たりの量を測定）を変えた時のエッチング試料の温度とエッチング速度の関係である．エッチング試料の温度が高くなるように液滴を加熱することで，エッチング速度を大きくすることができた．また，Fig. 2のエッチング速度の温度依存性は指数関数的であり，先に述べた高濃度アルカリを使用したエッチングと同様の状況となっていると考えられた．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 低濃度アルカリ液滴を使用したエッチング方法の概要図
Fig. 2エッチング試料の温度とSi(100)面エッチング速度の関係
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.
- 河原宏紀，田中 浩，“低濃度液滴を用いたシリコンアルカリ異方性ウエットエッチング方法－エッチング加工特性に与える要因－”，第１４７回表面技術協会春季講演大会，令和５年３月６日
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