【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.03.26】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23TU0148

利用課題名 / Title

MEMSによる構造試作

利用した実施機関 / Support Institute

東北大学 / Tohoku 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

熱酸化,MEMS/NEMSデバイス/ MEMS/NEMS device,膜加工・エッチング/ Film processing/etching,光リソグラフィ/ Photolithgraphy

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)

大島 澄美

所属名 / Affiliation

東京エレクトロン株式会社

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

林　輝幸,中込　裕

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

森山　雅昭,菊田　利行

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術相談/Technical Consultation

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

TU-001：エッチングチャンバー
TU-058：マスクレスアライナ
TU-101：酸化炉
TU-203：DeepRIE装置#3
TU-218：TMAHエッチング槽

報告書データ / Report

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

4inch Si waferへのHole加工として、TMAHを用いたWet etchingおよびBosch processを用いたDry etchingを組み合わせることでHole形成を行い、複数のHoleをもつNozzle Deviceを作製。作製したDeviceの性能向上に向けて、Hole形成後その部分を絶縁膜（酸化膜）で覆う手法を検討。
初期検討工程として、TMAH wet etching時のHard mask(SiO2)をBHF16でPatterningしていた。その際にWafer edgeのSiO2がEtchingされ、TMAH wet etching時にWafer edgeにCrackが発生。このCrackにより、Waferを酸化炉へ投入することができない状態となっていた。
これに対して、Hard mask patterningをDry etchingに変更することでCrack防止が可能かを検討した。

実験 / Experimental

初期検討工程：Resist/SiO2/Si/SiO2/Resist構成のWaferに対して、SiO2 wet etching(BHF16)→Resist剝離→Si wet etching (TMAH)で処理実施。（図1）
改善工程：Resist/SiO2/Si/SiO2構成のWaferに対して、SiO2 dry etching (CHF3)→Resist剝離→Si wet etching (TMAH)で処理実施。（図2）SiO2 dry etchingはDeep RIE#3で行い、4inch変換アダプタを使用。
各図はWafer外周部の概略図を示す。

結果と考察 / Results and Discussion

初期検討工程処理後のWafer（図3）に対して、改善工程処理Wafer（図4）はEdge crackが発生していないことを確認。Deep RIE#3でのDry etchingで用いた4inch変換アダプタによって、Wafer edgeがカバーされ、SiO2保護されたと考えられる。Wafer外周部にSiO2 maskが存在することで、TMAH wet etching時に発生していたダメージが改善した。
SiO2 mask剝離後、裏面のDry etchingを実施し、Hole形成したWaferを酸化炉へ投入することで、狙いとした絶縁膜被覆が可能となった。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図1 初期検討工程のフロー図

図2 改善工程のフロー図

図3 初期検討工程処理後のWafer

図4 改善工程処理後のWafer

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