【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.04.24】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22NM0122

利用課題名 / Title

石英多段ドライエッチングによるDOEデバイスの作製方法の開発

利用した実施機関 / Support Institute

物質・材料研究機構 / NIMS

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）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

プラズマエッチング,光露光（マスクレス、直接描画）,光学材料・素子,電子顕微鏡/Electron microscopy,リソグラフィ/Lithography,膜加工・エッチング/Film processing and 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

吉越孝樹,廣谷務

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

渡辺英一郎

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

NM-617：ICP-RIE装置 [RV-APS-SE]
NM-626：触針式プロファイラー [Dektak XT-A]

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、光回折現象を活用するDOE（Diffractive Optical Elements）デバイスの開発のためのプロセス開発を目指している。
DOEデバイスの製造には、石英基板の表面に多段の凹凸構造を形成する必要があるが、そのテーパ角が小さいことが望ましい。
本研究では、実験により小さいテーパ角を持つドライエッチング条件を明らかにし、その条件下で石英基板表面に多段凹凸構造をドライエッチングすることでDOEデバイスを製造することを検討する。

実験 / Experimental

マスクレス露光装置にて石英基板上にレジストマスクパターンをまず作製する。
マスクパターンの線幅は35μmとした。レジストは、PFI-38A7を用い、膜厚650nm狙いで塗布した。
その後、石英基板をドライエッチング装置でエッチングし、狙い深さである350nmを目指して条件だしを行った。
深さの測定は、触針式プロファイラー [Dektak XT-A] を使用した。
条件だしの後、ドライエッチング時の圧力をそれぞれ変えたパターンについて、SEMで断面観察を行い、テーパ角度を測定した。ドライエッチング時の条件については以下の通りである。

【ドライエッチング条件】
使用ガス：CHF3
ガス流量：100sccm
印加電力：200W
圧力：0.5Pa / 1.0Pa / 1.5Pa

結果と考察 / Results and Discussion

図1にドライエッチング後の断面SEM写真を示す。それぞれ、(a)が0.5Pa、(b)が1.0Pa、(c)が1.5Paの時のドライエッチング結果である。
テーパー角度はそれぞれ、0.5Pa時が9.3°、1.0Pa時が20.4°、1.5Pa時が29.6°となった。
真空度を下げることで、ドライエッチング時のテーパー角度が抑制できることができるレシピが確認できた。
今後はこのレシピを活用して、実際にDOEデバイスの製作を実施する予定である。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図1 ドライエッチング後の断面SEM像

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

支援いただきました渡辺英一郎様(NIMS微細加工PF)に深く感謝いたします。

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