大気圧プラズマによるマスクレス垂直深堀エッチング法の開発

利用大气压等离子体的无掩模垂直深蚀刻方法的开发

• 批准号: 18H05891
• 负责人: 中澤 謙太
• 金额: $ 1.91万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-08-24 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18H05891/
• 关键词: 大気圧プラズマ; マイクロマシニング; MEMS

本研究では大気圧プラズマによるマスクレス垂直深堀エッチングに関する研究を実施した．垂直深堀エッチング法はMicroelectromechanical Systemsなどを製作するために非常に重要な技術である．現在において垂直深堀するためには，エッチングとパッシベーションを交互に行うことで側壁を保護しながら底面をエッチングするボッシュ法，低温下でのエッチングプラズマの異方性を利用したクライオエッチングなどが主に利用されている．またこれらの方法はいずれも低圧力環境下におけるもので，大口径ウエハにおける一括処理を対象としている．真空環境を利用する方法では，真空排気装置や計器類など高価な装置であることが問題である．一方，大気圧プラズマ発生装置は真空環境を必要とせず低コストである．さらに，大気圧下であるため生成されたプラズマは直ちに減衰するため局在化することが容易である．本研究では以上のような低コストであることや局在化が容易であるといった特徴をもつ大気圧プラズマを用い，局在化したプラズマを走査することでエッチングした．エッチング装置はプラズマ発生機構と位置決め機構から構成される．プラズマ発生機構は，ガラス管とその外周に備えられた高電圧電極からなる．ガラス管は熱引き加工により先鋭化し，先端を所望の開口直径に調整したものを用いた．ガラス管内にアルゴンガスを流入させ，高電圧電極に数kVの高電圧を印加しプラズマを発生した．位置決めには，走査型プローブ顕微鏡と同様の原理を用いてガラス管先端と被加工試料との距離を設定する．製作した装置を用いて，エッチングレートや位置決めに関する実験を行った．エッチングレートは10 μm/min程度であった．また，SPMの原理を用いてガラス管を位置決めすることができた．本研究の成果をもとに科学研究費助成事業の若手研究において引き続きさらに発展させていきたい．

This study was carried out on the basis of a large number of experiments. The vertical depth method is very important for the production of Micromechanical Systems. Now, the vertical depth of the wall, the wall, the vertical depth of the wall, the wall, the bottom surface, the vertical depth of the wall, the vertical depth of the wall, the vertical depth of the wall The method of this paper is to reduce the pressure in the low pressure environment, to reduce the pressure in the high pressure environment, to reduce the pressure in the high pressure environment, and to reduce the pressure in the high pressure environment. The vacuum environment is used to solve the problem of vacuum exhaust device and high temperature device. A high pressure generator is necessary for the vacuum environment. It's easy to get rid of it. This study is aimed at investigating the characteristics of the low temperature and high temperature in the middle of the high temperature and high temperature. The mechanism of development and position determination is composed of two parts. A high voltage electrode is provided on the periphery of the tube. The diameter of the opening is adjusted according to the desired position. High voltage electrodes with high voltage of several kV are produced in the high voltage tubes. Position determination: the distance between the tip of the tube and the specimen to be processed is set by using the principle of alignment between the probe and the microscope. The production of the device is in the middle of the process.エッチングレートは10 μm/min程度であった. The principle of SPM is used to determine the position of the tube. The results of this research are published in the journal Science and Technology.