エバネッセント光を利用したシリコンの光平滑化法の研究

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本研究ではエバネッセント光により被加工物を平滑化する手法を提案し,その可能性を検討する.高屈折率の媒質(ガラスなどの透明体)から低屈折率の媒質(エッチャント)に臨界角以上で光を入射すると全反射が起こる.このとき,透明体表面付近にエバネッセント光が生じる.エバネッセント光とは境界面から1波長程度の深さまで浸透している光(電磁場)であり,界面のごく近傍しか照明しない.この特徴より,透明体表面近傍のエッチャントまたは被加工物のみに光照射できる.ここで,光照射した場合にのみ被加工物がエッチングされるエッチャントを選択し,近傍に被加工物をおくことで,被加工物の透明体表面に近い凸部のみを選択的に除去し平滑化することが期待できる.被加工物の対象としてシリコンを選択した.平滑化への要求が多いこと,多くのエッチングに関するデータがあるためである.昨年度,光源にアルゴンイオンレーザ,エッチャントにフッ化水素酸を用いた場合に弱いフルエンスでエッチングできることを明らかにした.この結果をうけ,本年度ではフッ化水素酸をつかった平滑化実験装置の設計試作,および加工実験を行った.その結果,エバネッセント光によりシリコン表面を変質させたり,除去したりすることができた.さらに平滑化を実現するためには,被加工物と透明体との間隔をより精密に計測,制御したり,被加工物表面へのエッチャントの供給などの問題を解決する必要があることを明らかにした.