【公開日：2023.07.31】【最終更新日：2023.04.25】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22UT1209

利用課題名 / Title

シリコン基板の異方性エッチング検証

利用した実施機関 / Support Institute

東京大学 / Tokyo 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

膜加工・エッチング/Film processing and Etching,高品質プロセス材料

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)

今泉 伸治

所属名 / Affiliation

ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社

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）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

UT-604：高速シリコン深掘りエッチング装置
UT-900：ステルスダイサー

報告書データ / Report

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

本報告書では、東京大学ARIM微細加工部門にて検証したSi基板加工プロセス検討内容について報告する。22年度は、特に高速シリコン深堀エッチング装置を用いたシリコン基板の異方性エッチング検証を行った。

実験 / Experimental

　2インチのSiウェハを準備し、UVオゾン処理装置によって表面処理後にレジストをスピンコーターで被覆した。その後、電子ビーム露光装置を用いて描画を行い、Si上にトレンチ構造のパターンを形成した（以上は別機関で検討している）。次に当該支援機関において、高速シリコン深掘りエッチング装置（MUC-21 ASE-Pegasus）を用いてBoschプロセスによるSiの異方性エッチングを行った（Recipe名：FRED-LS、サイクル数：50 cycles, 100 cycles）。エッチング後、レジストをアッシング除去し、ステルスダイサー（DFL7340）を用いてチップ形状に各自切断した。その後、チップを劈開し、電界放出型走査型電子顕微鏡（FE-SEM）によって断面観察を行うことで、Siの異方性エッチング状態を確認した。

結果と考察 / Results and Discussion

　本検討で試作したSi基板チップのトレンチ構造（L/S = 1/1 µm）の断面SEM画像をFig.1 に示す。今回はBoschプロセスを用いる際に発生する特有の周期構造（scallop）を抑制する条件（Recipe名：FRED-LS）を採用した。Fig.1aおよび1bのエッチングサイクル数はそれぞれ50、100である。Fig.1aおよび1bを見ると、50 cycleで6.6 µm、100 cyclesで11.7 µmエッチングされておりエッチングレートとしては12 nm/cycle 程度であることが確認できる。また、1cよりトレンチ構造側面部のscallop構造は50nm程度の凹凸を形成していることが分かる。今後は各種条件の最適化によって、更なる周期構造の抑制を検討する予定である。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig. 1 Cross section SEM images of Si chip (a)with 50 cycle-etching [x 5k], (b)with 100 cycle-etching [x 5k], (c)high magnification image of 1b [x100k].

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