Si表面平坦化技術
出典: finemems
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ICP-RIEなどによるSiの深掘技術の進展により、Si構造をを回折レンズなどの光学素子として利用することが可能になりつつある。こうした場合においては表面での散乱などによる光学的ロスをなくすためにもSi表面を平坦に加工することが重要となる。&br; Siを平坦にする手法としては、フッ硝酸による平坦化手法や、熱酸化によってSiO2となったSi表面をフッ酸でエッチングして表面粗さを少なくする手法などがある。これらの手法をSi表面の3次元加工技術と組み合わせることによって、平坦な3次元曲面を持つSi構造の製作が可能となる。
(加筆：三田) エッチングの本質はマイクロローディング効果[1]である。本章にのった異方性エッチングを使うもの(Najafiグループ)[4]の少し前に、等方性エッチングを使う、Microloading Effect for Micromachining 3-D Structures of Nearly All Shapes「MEMSNAS」(Bourouinaグループ)[3]テクノロジが提案されている。MEMS 2002で発表されたのでNajafiグループが先着のようだが、学会への登場はBourouinaグループによるOptical MEMS 2001が先[2]。
対象材料
Si
装置
熱酸化用ヒーター炉
条件
特になし
禁則事項
特になし
留意事項
特になし
文献情報，参考文献
(加筆：三田，三木先生にご紹介いただいた参考文献を加筆：下山研竹井)
[1] C. Hedlund, H.-O. Blom, and S. Berg, “Microloading effect in reactive ion etching,” J. Vac. Sci. Technol. A, vol. 12, no. 4, pp. 1262–1965, 1994.
[2] Tarik Bourouina, Takahisa Masuzawa, and Hiroyuki Fujita, “MEMSNAS: Microloading effect for micromachining 3D structures with nearly arbitrary shapes: Application to micro-optics on silicon,” in Proc. IEEE/LEOS Optical MEMS Conf., Okinawa, Sept. 25–28, 2001, pp. 81–82.
[3] Tarik Bourouina, Takahisa Masuzawa, and Hiroyuki Fujita, “The MEMSNAS Process: Microloading Effect for Micromachining 3-D Structures of Nearly All Shapes,”IEEE/ASME Journal of Microelectromechanical Systems, Volume 13, Issue 2, Apr. 2004, pp.190-199.
[4] T.-K.A. Chou, K. Najafi,“Fabrication of out-of-plane curved surfaces in Si by utilizing RIE lag,”The Fifteenth IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems, (MEMS 2002), 20-24 Jan. 2002, pp.145-148.
[5]C. M. Waits, R. Ghodssi, M. H. Ervin and M. Dubey, "MEMS-based Gray-scale Lithography," Proceedings of the 2001 International Semiconductor Device Research Symposium (ISDRS), Washington D.C., pp. 182-85, December 5-7, 2001.
[6]C.M. Waits, B. Morgan, M. J. Kastantin and R. Ghodssi, "Microfabrication of 3D Silicon MEMS Structures using Gray-scale Lithography and Deep Reactive Ion Etching," Sensors and Actuators A: Physical, Vol. 119, pp. 245-253, 2005.
[7]B. Morgan, C.M. Waits, and R. Ghodssi, "Compensated Aspect Ratio Dependent Etching (CARDE) using Gray-scale Technology," Microelectronic Engineering, Vol. 77, Issue 1, pp. 85-94, January 2005.
[8]B. Morgan, C.M. Waits, J. Krizmanic and R. Ghodssi, "Development of a Deep Silicon Phase Fresnel lens using Gray-scale Technology and Deep Reactive Ion Etching," Journal of Microelectromechanical Systems (JMEMS), Vol. 13, pp. 113-120, 2004.
[9]C. M. Waits, A. Modafe and R. Ghodssi, "Investigation of Gray-scale Technology for Large Area 3-D Silicon MEMS Structures," Journal of Micromechanics and Microengineering (JMM), Vol. 13, pp. 170-177, 2003.
[10]T. Yatsui, K. Hirata, W. Nomura, Y. Tabata and M. Ohtsu, “Realization of an ultra-flat silica surface with angstrom-scale average roughness using nonadiabatic optical near-field etching”, Applied Physics B: Lasers and Optics, vol. 93, no. 1, pp. 55-57, 2008
