2023 Fiscal Year Research-status Report
液滴を用いたウエットプロセスによる電子デバイス材料の加工研究
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22K04225
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| Research Institution | Aichi Institute of Technology |
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Principal Investigator |
田中 浩 愛知工業大学, 工学部, 教授 (60609957)
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2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 液滴 / ウエットエッチング / グリーンプロセス / マイクロピラミッド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，特に，低濃度液滴のアルカリ濃度依存性を調査し，特にKOH濃度の数％の変化によるシリコン（１００）面の液滴エッチング加工特性への影響度を把握することに努めた．本研究では，開始液として環境にやさしい数％のアルカリ水溶液を用い，その低濃度液を蒸発させ，高濃度化してエッチングを行うことが大きな特徴であるが，微量な濃度差や微量な液量差により．エッチング加工特性が大きく変わってしまうことが昨年度の研究で明らかとなった．すなわち，エッチング加工の安定性，制御性を保つことができる，液滴エッチングのプロセスウインドウを掴むことも重要な視点であるとして研究を進めた．
今年度は昨年度実施した５ｗｔ％ＫＯＨ水溶液に加え，１ｗｔ％ＫＯＨ水溶液を用いた時の液滴エッチング加工特性を把握した．その結果，５ｗｔ％ＫＯＨ水溶液では，２μｍ/min程度のエッチング速度が得られたが，１ｗｔ％ＫＯＨ水溶液を用いた場合は，エッチング時の温度に対するエッチング速度の向上度合いが小さくなる現象が見出された．また，液滴を１００℃程度の高温にしても，マイクロピラミッドと呼ばれる凹凸がエッチング表面に発生しまうことがわかった．これは，１ｗｔ％以下の極低濃度のアルカリ液滴では，局所加熱して水分を蒸発させても，所望の高濃度状態まで到達させることができないためと考えられた．現在，高速度カメラを用いた液滴状況の把握，そして各条件での液滴濃度の把握を進めている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
低濃度アルカリ液滴を用いた液滴エッチング加工特性を，1wt%KOH水溶液および5wt%KOH水溶液において，詳細に把握できた．数％レベルの濃度変化でエッチング加工特性が大きく変わることがわかったが，逆にエッチング加工を十分に行えるプロセスのウィンドウを捕まえられるようになったと考える．今年度から，高速度カメラによる観察を開始し，液滴の挙動を定量的に解析中である．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は，アルカリ液滴濃度が数％変化するだけで，エッチング加工特性が大きく変化した原因を，エッチング時の液滴観察を中心に評価解析を進め，解明を進める．さらに，次世代デバイス材料のSiC,GaNなどの液滴エッチング特性を明らかにする．加えて，液滴エッチング方式の主たるエッチングパラメータのプロセスウインドウから，安定したエッチングが行える方式の指針を明確にする．
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| Causes of Carryover |
ウェハ試作の予定を2回から1回に変更したこと，およびウェハ材料の高騰に伴い，次年度の購入検討に変更したことがあげられる．次年度は早期に材料を確保し，SiC，GaN基板での加工特性を把握する．
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