利用報告書 / User's Reports | ARIM Japan公式ホームページ

【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.03.27】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23GA0111

利用課題名 / Title

光学素子作製プロセス技術の検討

利用した実施機関 / Support Institute

香川大学 / Kagawa 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

蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation,スパッタリング/ Sputtering,リソグラフィ/ Lithography,膜加工・エッチング/ Film processing/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)

三上寛祐

所属名 / Affiliation

徳島大学ポストLEDフォトニクス研究所

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

中田智恵美,平井弘樹

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

GA-004：デュアルイオンビ－ムスパッタ装置
 GA-013：ショットキー電界放出形走査電子顕微鏡群

報告書データ / Report

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

光学素子作製プロセス検討のため、４インチ径シリコン基板及びサファイア基板を用い、デュアルイオンビームスパッタ装置によるSi膜成膜、フォトリソグラフィ、シリコン深堀エッチング装置（ICP-RIE）によるドライエッチング等を行っている。今期は「シリコン深堀エッチング装置」による、ドライエッチング条件を主に検討した。

実験 / Experimental

１）用いた基板の仕様を表１に記す。
２）デュアルイオンビームスパッタ装置を用いてSi膜（膜厚約0.5μm）を成膜した。
３）上記Si膜のXPS分析を行った。
４）シリコン深堀エッチング装置による簡易的なエッチングレート測定（エッチングレートはレジストパターンの形状に影響されるが、今回はレジストパターンを形成せず、カプトンテープを貼付することによる簡易的な測定）を行った。
５）触針式段差計によるエッチング速度の測定とFESEMによるエッチングされた面の観察を行った。

結果と考察 / Results and Discussion

１）基板の中心部と外縁部の膜厚は約20％の差異が生じた。（図１）
２）AsDepositionのSi膜は表面にOやCが観察されることより、自然酸化膜や有機物と思われる汚れがある。しかし1分間及び2分間のArスパッタ(想定されるエッチング量は約1nmと2nm）により、OやCは殆ど観察されなくなることより、膜の内部は酸化されていないと判断した。（図２）
３）「Nakata2-hudai」と名付けられたレシピでSi膜をドライエッチ（50cycles）したが、Si膜は完全には除去されなかった。（図３）
４）そこでより高速な「LS_01」と名付けられたレシピでドライエッチした。FESEM観察はまだであるが、触針式膜厚計のチャートから、9cyclesでSi膜は除去されたと思われる。（図４）
５）エッチングレシピは表2に、エッチング速度は表3と表4に記す。同じサンプルにエッチングを繰り返す方法ではエッチング速度は繰り返しと共に低下する。これについては更なる検討が必要である。
６）サファイア基板は透明であるため、エッチング装置が基板を認識せず、プロセスが停止した。その対策として、基板の裏面にAl膜を成膜した。成膜条件を表5に記した。