【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

23KT1179

利用課題名 / Title

SiO₂ 垂直エッチング加工による光導波路の導波効率改善

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）-

【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）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions

キーワード / Keywords

膜加工・エッチング/ Film processing/etching,フォトニクス/ Photonics,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)

冨井 秀晃

所属名 / Affiliation

コーデンシ株式会社

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

岸本洋介

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

今井憲次

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

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)

SiO₂ 系材料を用いた可視光導波路チップの導波効率改善のために、SiO₂ エッチング端面の垂直化を目指している。厚膜の SiO₂ をエッチングするにはマスクとして Cr を用いる必要があるため、(1) レジストマスクを用いた Cr エッチング、 (2) Cr マスクを用いた SiO₂ エッチング それぞれを上記装置にて実施し、SiO₂ エッチング端面の垂直化が可能かを見極める。

実験 / Experimental

(1) レジストマスクを用いた Cr エッチング
条件: 標準 Cr エッチングレシピ (Cl₂ ガスを主に使用)
(2) Cr マスクを用いた SiO₂ エッチング
条件①: 垂直化狙いレシピ (Ar ガスを主に使用、Cr マスクとの選択比がやや悪い)
条件②: Cr 選択比確保レシピ (CF 系ガスを主に使用、エッチング端面テーパー化が想定される)

結果と考察 / Results and Discussion

(1) レジストマスクを用いた Cr エッチング
エッチング後に自社 SEM 装置にて断面形状観察を行った結果、ほぼ垂直に近いエッチング端面が得られていることが判明した。(写真 1 参照)
(2) Cr マスクを用いた SiO2 エッチング
条件①にてエッチング後に自社 FIB 装置にて SIM 形状観察を行った結果、エッチング端面上部～中部にかけて端面荒れが生じていることが判明した。(写真２-① 参照：赤矢印部が端面荒れ部)
エッチング中に Cr マスク端面が削られたためと考えられ、Bias Power を下げることで改善傾向が見られるものの目標とする垂直形状には至っていない。
条件②にてエッチング後に自社 FIB 装置にてSIM 形状観察を行った結果、端面荒れは条件①より少ないものの全体的にテーパー形状になっていることが判明した。(写真 2-② 参照：赤矢印部がテーパー形状部）デポ付着とエッチングのバランスによるものと考えられ、基板温度の変更により改善傾向が見られるものの目標とする垂直形状には至っていない。
今後はエッチングガス流量・基板温度・Bias Power の調整によりエッチング形状の垂直化を目指す。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

写真 1. Cr エッチング断面形状

写真 2-①. SiO2 エッチング形状:条件① 

写真 2-②. SiO2 エッチング形状:条件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