2019 Fiscal Year Research-status Report
多層膜金属触媒を用いた湿式シリコン基板垂直エッチング法の高精度制御に関する研究
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18K04916
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
清水 智弘 関西大学, システム理工学部, 准教授 (80581165)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新宮原 正三 関西大学, システム理工学部, 教授 (10231367)
伊藤 健 関西大学, システム理工学部, 教授 (50426350)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | エッチング / Si / 基板加工技術 / TSV |
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| Outline of Annual Research Achievements |
初年度はTi, W, SiO2およびHfなど様々な金属を中間層としての実験を行い, MacEtchを用いたSi基板加工における金属中間層の効果や選定の方針に関して重要な知見を得た.
本年度はエッチング中の金属中間層の観察および, 初年度新たに見出した, エッチング溶液中に界面活性剤を添加することで, エッチング孔の形状が改善する効果について調べた.
エッチング前後での金属中間層を断面TEMにより観察したところ, エッチング初期段階で中間層が溶けていることが分かった. さらに, エッチング溶液の過酸化水素濃度比を増加すると, 触媒とSi基板間にポーラスSi層が現れることを確認した.
一方で界面活性剤によるエッチング形状の改善効果については, 極性の異なる界面活性剤を添加剤に入れ, エッチング表面の濡れ性の差による形状の改善効果を調べた. 電気メッキなどによる界面活性剤の効果では, 濡れ性の向上による表面の平坦化などが報告されているが, MacEtchにおいては表面が親水, 疎水いずれの場合においてもエッチング形状の改善が見られた. 今後はさらなる界面活性剤の添加によるエッチング形状改善のメカニズムの解明のため, 界面活性剤のSi結晶面への吸着挙動などを考慮した実験を行う予定である.
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初計画していた, 「多層膜金属触媒がSi基板の加工形状に与える影響の把握」および「多層金属構造を用いたMacEtch反応メカニズム」については, ほぼ明らかとなり, 中間金属層に求められる効果はAuとSiの相互拡散の抑制であることが分かった. また断面TEMを使った観察結果から, エッチングの初期段階において, これらの金属中間層は溶解しているため,エッチング反応に直接のかかわりがないことも明らかになった. 残された課題としては, 「深さ100μmを超える高アスペクト垂直ホールの形成」だが, 深さ250μmのホールで成功したため, 課題をクリアしており, Si貫通孔を得るのに十分な深さを実現した.
現在は新たに見出した界面活性剤がエッチング形状に与える効果について調べている.
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| Strategy for Future Research Activity |
界面活性剤がエッチング形状に与える影響を調べるため、以下の2点に着目し研究を行う。
・異なる極性を持つ界面活性剤の添加による、Si表面の濡れ性の差がエッチング形状に及ぼす効果の調査
・特定のSi結晶面に優先的に吸着する界面活性剤を用いて、界面活性剤の吸着挙動とエッチング系形状に与える効果の調査
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| Causes of Carryover |
2019年度当初予定していた学会発表や実験がコロナウィルスの影響のため中止となった。
遅延した分の実験や発表などは2020年度に行う予定である。
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