【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.03.25】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23KT1133
利用課題名 / Title
ガラス上のマイクロピラーの作製
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）計測・分析/Advanced Characterization
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）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（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
ガラスマイクロピラー,レジストピラー,SiO2ガラス,ソーダライムガラス,リアクティブイオンエッチング,蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation,リソグラフィ/ Lithography,膜加工・エッチング/ Film processing/etching,3D積層技術/ 3D lamination technology
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)
加藤 嘉成
所属名 / Affiliation
日本電気硝子株式会社
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
李佳龍
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
今井憲次,井上良幸
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
KT-105：両面マスクアライナー
KT-110：レジスト現像装置
KT-111：ウエハスピン洗浄装置
KT-203：電子線蒸着装置
KT-209：磁気中性線放電ドライエッチング装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
前課題までの実験で、非柱状のレジストピラーが露光、現像後のレジストピラーが非柱状になっていることが予想され、その非柱状のレジストピラーが均質なガラスピラーの作製を阻害していると予想される。ガラスピラーの形状を改良するために、レジストピラー形状とそれから得られるガラスピラー形状にどのような対応関係があるのか調査した。
実験 / Experimental
下記のプロセスでガラスピラーを作製した。現像後のレジストピラーおよびREIエッチング後のガラスピラーの形状をSEM観察した。ガラス：SiO2, SLS サンプルサイズ：30 x 30 x 0.5 mm(1.0mm)。プロセス：Cr膜蒸着(120nm厚)⇒レジスト塗布(TCIR-ZR8800) 4.4um厚⇒露光70mJ/cm2 ⇒ 現像⇒ Crウェットエッチング⇒REIエッチング(Antena: 1800W /Bias: 300W、Ar/O2/CHF3/C4F8: 270/15/10/10 sccm)
結果と考察 / Results and Discussion
現像後のレジストピラーとRIE後のガラスピラーのSEM観察像をFig.1 に示す。SiO2ガラスとSLSガラスのそれぞれ2つのピラーの例を示した。レジストピラーは、どちらのガラスの場合でも中央部がくびれた非柱状形状で上面にホールが形成されていた。また、ピラーサイズは均一でなく底面の直径で比較すると5.2～5.8 umのばらつきがあった。また、ホールのサイズにもばらつきが見られた。これらの形状のばらつきの原因としてレジスト膜厚の不均一などが考えられるが、これらに明確な相関は得られていない。ホール発生の原因は不適切な露光条件（時間）と推定するが、過剰露光によりくびれた構造になるメカニズムが考えにくく、さらに検証が必要である。次にレジストピラーと比較してガラスピラーの形状についてまとめる。SiO2の場合、ガラスピラーにホールは形成されず、また柱状に近いガラスピラーが作製できた。ガラスピラーの上面径と底面径はレジストピラーよりもわずかに細くなった。SiO2はエッチング速度の選択比が高く反応生成物がガスとして除去されるためと考える。SLSの場合、ガラスピラーにも同様にホールが形成され、底面径はレジストピラーよりも大きくテーパー角が低くなった。エッチング選択比が低く、また固体の反応生成物がレジストピラーの底部に堆積しマスクとして働いているためと予想される。まず、レジスト塗布/露光条件の最適化によりホールのない柱状のレジストピラーを作製することが不可欠である。Cr膜厚の変更、レジスト種・条件の変更によりレジストピラー形状の最適化を行う。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 SEM images of photoresist pillars after development ("PR構造", left of each) and glass pillars after RIE ("ピラー", right of each). SiO2 glass : (a) SiO2 - 1
Fig. 1 SEM images of photoresist pillars after development ("PR構造", left of each) and glass pillars after RIE ("ピラー", right of each). SiO2 glass : (b) SLS - 1
Fig. 1 SEM images of photoresist pillars after development ("PR構造", left of each) and glass pillars after RIE ("ピラー", right of each). SiO2 glass : (c)SiO2 - 2
Fig. 1 SEM images of photoresist pillars after development ("PR構造", left of each) and glass pillars after RIE ("ピラー", right of each). SiO2 glass : (d)SLS - 2
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