フッ素化剤－シリコン界面反応によるシリコン表面の精密位置合わせ光転写形状創成加工

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23560123
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生産工学・加工学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 打越 純一 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 招へい教員 (90273581)
• 研究分担者: 森田 瑞穂 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (50157905) ; 川合 健太郎 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (90514464)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: フッ素化剤 / Ｎ－フルオロピリジニウム塩 / 光エッチング / 光転写 / シリコン / 3次元形状 / 半導体表面 / 形状創成

研究概要

本研究ではフッ素化剤を用いた新しい光エッチング法を提案した。シリコン表面にフッ素化剤のN-フルオロピリジニウム塩を塗布し、シリコンのバンドギャップより高いエネルギーの光を照射すると、塩のN-F結合が光励起された電子を受け取って壊れ、F活性種を放出してシリコンと反応し、SiF4を生成して乖離することで、シリコンが選択的にエッチングされる。
エッチング速度は光強度や光照射時間や温度に依存しており、これらの条件を制御することで一度の光照射でステップ形状や球面形状の作製を行うことができた。
シリコン平面の絶対平面度を、近赤外干渉計を用いた三面合わせ法に基づく三交点法により測定した。

研究成果

• [雑誌論文] Absolute flatness measurements of silicon mirrors by a three-Intersection method by near-Infrared Interferometry (2013)
  • 著者名/発表者名: Junichi Uchikoshi, Yoshinori Hayashi, Noritaka Ajari, Kentaro Kawai, Kenta Arima and Mizuho Morita
  • 雑誌名: Nanoscale Research Letters 巻: 8 ページ: 275-1-275-7
  • DOI: 10.1186/1556-276X-8-275
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of Si etching with N-fluoropyridinium salt (2012)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Tsukamoto, Junichi Uchikoshi, Masaki Otani, Toshinori Hirano, Yutaka Ie, Takabumi Nagai, Kenji Adachi, Kentaro Kawai, Kenta Arima, and Mizuho Morita
  • 雑誌名: Current Applied Physics 巻: 12 ページ: S29-S32
  • URL: http://www.sciencedirect.com/science/journal/15671739/12/supp/S4
  • 査読あり
• [学会発表] N-フルオロピリジニウム塩を用いた光エッチングによるシリコンのランダム逆ピラミッドの形成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 足達健二、永井隆文、平野利典、大谷真輝、川合健太郎、打越純一、森田瑞穂
  • 学会等名: 第36回フッ素化学討論会
  • 発表場所: つくば国際会議場(つくば市)
  • 年月日: 2013-10-04
• [学会発表] N-フルオロピリジニウム塩を用いた光エッチングによるシリコンのランダム逆ピラミッドの形成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平野利典、打越純一、大谷真輝、永井隆文、足達健二、川合健太郎、有馬健太、森田瑞穂
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 厚木市
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] Development of Silicon Photo-Etching with N-Fluoropyridinium Salts (2012)
  • 著者名/発表者名: Junichi Uchikoshi, Takabumi Nagai, Kenji Adachi, Kentaro Kawai, Kenta Arima and Mizuho Morita
  • 学会等名: Fifth International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2012-10-24
• [学会発表] Formation of Three-Dimensional Shape in Silicon Surface by Photo-Etching with N-Fluoropyridinium Salts (2012)
  • 著者名/発表者名: Masaki Otani, Junichi Uchikoshi, Toshinori Hirano, Kentaro Tsukamoto, Takabumi Nagai, Kenji Adachi, Kentaro Kawai, Kenta Arima and Mizuho Morita
  • 学会等名: Fifth International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2012-10-23
• [学会発表] Absolute Flatness Measurements of Silicon Mirrors by A Three-Intersections Method Using Near-Infrared Interferometry (2012)
  • 著者名/発表者名: Junichi Uchikoshi, Yoshinori Hayashi, Noritaka Ajari, Katsumi Oda, Taro Arai, Kentaro Kawai, Kenta Arima and Mizuho Morita
  • 学会等名: Fifth International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2012-10-23
• [学会発表] Formation of Si Random Inverted-Pyramids by Etching with N-Fluoropyridinium Salts (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshinori Hirano, Junichi Uchikoshi, Masaki Otani, Takabumi Nagai, Kenji Adachi, Kentaro Kawai, Kenta Arima and Mizuho Morita
  • 学会等名: Fifth International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2012-10-23
• [学会発表] Optical property of random inverted-pyramid textures on Si surface by etching with Nfluoropyridinium salts (2012)
  • 著者名/発表者名: Masaki Otani, Junichi Uchikoshi, Kentaro Tsukamoto, Toshinori Hirano, Takabumi Nagai, Kenji Adachi, Kentaro Kawai, Kenta Arima, and Mizuho Morita
  • 学会等名: PACIFIC RIM MEETING ON ELECTROCHEMICAL AND SOLID-STATE SCIENCE
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, U.S.A.
  • 年月日: 2012-10-10
• [学会発表] N-フルオロピリジニウム塩を用いたエッチングによるSiのランダム逆ピラミッドの形成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平野利典、打越純一、大谷真輝、塚本健太郎、永井隆文、足達健二、川合健太郎、有馬健太、森田瑞穂
  • 学会等名: 2012年度精密工学会秋季大会学術講演会
  • 発表場所: 北九州市
  • 年月日: 2012-09-14
• [学会発表] Photo-etching of Silicon by N-Fluoropyridinium Salts (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenji Adachi, Takabumi Nagai, Junichi Uchikoshi, Kentaro Tsukamoto, Masaki Otani, and Mizuho Morita
  • 学会等名: 20th INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON FLUORINE CHEMISTRY 2012
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2012-07-24
• [学会発表] N-フルオロピリジニウム塩を用いた光エッチングによるSi表面テクスチャの形成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大谷真輝、打越純一、塚本健太郎、平野利典、永井隆文、足達健二、川合健太郎、有馬健太、森田瑞穂
  • 学会等名: 2012年度精密工学会春季大会学術講演会
  • 発表場所: 八王子市
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] Cu assisted etching with N-fluoropyridinium salts (2011)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Tsukamoto, Junichi Uchikoshi, Masaki Otani,Takabumi Nagai, Kenji Adachi, Kentaro Kawai, Kenta Arima, and Mizuho Morita
  • 学会等名: Extended Abstracts of Fourth International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2011-10-10
• [学会発表] Metal Particulates on Si Etching with N-Fluoropyridinium Salts (2011)
  • 著者名/発表者名: Masaki Otani, Junichi Uchikoshi, Kentaro Tsukamoto, Takabumi Nagai, Kenji Adachi, Kentaro Kawai, Kenta Arima, and Mizuho Morita
  • 学会等名: Extended Abstracts of Fourth International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2011-10-10
• [学会発表] N-フルオロピリジニウム塩を用いた光エッチングによるシリコン表面の精密位置合わせ3次元形状創成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大谷真輝、打越純一、塚本健太郎、永井隆文、足達健二、川合健太郎、有馬健太、森田瑞穂
  • 学会等名: 2011年度精密工学会秋季大会学術講演会
  • 発表場所: 金沢市
  • 年月日: 2011-09-22
• [産業財産権] エッチング方法 (2012)
  • 発明者名: 森田瑞穂、打越純一、塚本健太郎、 大谷真輝、永井孝文、足達健二
  • 権利者名: 国立大学法人大阪大学、ダイキン工業
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2012-044861
  • 出願年月日: 2012-02-29
  • 外国
• [産業財産権] エッチング方法 (2011)
  • 発明者名: 森田瑞穂、打越純一、塚本健太郎、 永井孝文、足達健二
  • 権利者名: 国立大学法人大阪大学、ダイキン工業
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2011-264131
  • 出願年月日: 2011-12-01
  • 外国