シリコン結晶基板の新しい微細加工技術の開発：内部・三次元・任意形状除去加工

2011 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23656109
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 松尾 繁樹 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 准教授 (20294720)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 直井 美貴 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 准教授 (90253228)
• Project Period (FY): 2011-04-28 – 2013-03-31
• Keywords: シリコン / フェムト秒レーザー / エッチング

Research Abstract

レーザー照射による改質+エッチングとによりシリコンの内部除去加工を行うことを目指し，まず，改質することの可否を調べる実験を行った。発振波長1.5ミクロン帯のナノ秒レーザーとフェムト秒レーザーを用い，シリコン結晶基板に集光照射した。その結果，（本研究費で購入できる程度の）ナノ秒レーザーではシリコン結晶を改質（加工）することができなかった。これに対し，学内等で借用したフェムト秒レーザーを用いると，シリコン基板の内部に何らかの変化をもたらすことや，表面アブレーションが可能だった。このため，今後はフェムト秒レーザーを用いて研究を進めることとした。また，この照射および改質の確認を行う過程で，結晶基板の内部の様子をその場観察しながら実験することが決定的に重要であることがわかった。そのため，赤外光波長での観察が可能な光学顕微鏡を購入し，研究を進めることとした。これに加えて，フェムト秒パルスをシリコン結晶基板に照射した後，それをエッチングすることによる照射部周辺の変化を観察した。今年度はその場観察ができなかったため，やや過剰なエネルギーのパルスを照射して表面アブレーションが起こっているような条件での実験を行った。KOH水溶液を用いてウエットエッチングを行った結果，アブレーション孔がやや深くなっている様子が観察された。これは，レーザー照射による改質+エッチングとによる内部除去加工の可能性を示唆する結果である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初，研究費の配分が30%削減され，計画が立てづらかったこと。また，シリコンを対象として内部加工の研究を行うのは初めてのことで，「何に注意して研究を進めればいいか」「何が必要で，何が必ずしも必要ではないか」の把握に時間を要したこと。

Strategy for Future Research Activity

研究を進めるうえでカギとなる赤外光学顕微鏡は発注済みである。これが到着次第，これに適したレーザー照射光学系を構築し，研究を推進する。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

当初，研究費の配分が30%削減され，物品購入計画が立てづらかったため，多額の繰り越しが生じた。次年度は，赤外光学顕微鏡と，それに関連する光学部品を中心に支出する。