BOE溶液中の溶融シリカガラス微細構造の深層マルチレベルウェットエッチング
引用
コンスタンティノワ、TG、アンドロニック、MM、バクリコフ、DA、スカロワ、VE、エゼンコワ、DA、ジキイ、EV、バシノワ、MV、ソロヴェフ、AA、ロトコフ、ES、リジコフ、IA、およびロディオノフ、IA (2023)。 BOE 溶液中での溶融シリカ ガラス微細構造のディープ マルチレベル ウェット エッチング。 Scientific Reports、13 (1)、記事 5542。 https://doi.org/10.1038/s41598-023-32503-w
キーワード
- 溶融シリカガラス
- ディープウェットエッチング
- バッファードオキサイドエッチング（BOE）
- 多層微細構造
- 段付きマスク
- フォトレジスト
- 金属マスク
- モリブデン
- エッチング速度
- エッチング等方性
- マスク抵抗
- マイクロデバイス
- 微細加工
簡単な
この記事では、緩衝酸化物エッチング (BOE) 溶液と段付きフォトレジスト/金属マスクを使用したディープウェットエッチング技術を使用して、溶融シリカガラスに多層微細構造を製造する新しい方法を紹介します。
まとめ
2023年にScientific Reportsに掲載されたこの記事は、緩衝酸化物エッチング（BOE）溶液によるディープウェットエッチングを使用して、溶融シリカガラスに多層微細構造を製造する方法に焦点を当てています。著者のKonstantinovaらは、耐薬品性と望ましい光学的、電気的、機械的特性により、マイクロデバイスにおける溶融シリカガラスの重要性を強調しています。ウェットエッチングはそのようなデバイスを製造するための重要な方法である一方で、強力なエッチング溶液中で保護マスクの完全性を維持することが課題であると指摘しています。
著者らは、階段状マスクを使用したディープエッチングによって実現される、溶融シリカガラスの多層微細構造の製造プロセスを提案しています。このプロセスには複数のステップが含まれます。
- BOE 溶液中のフッ化物成分の濃度の計算: この計算では、pH やフッ化アンモニウム (NH4F) とフッ化水素酸 (HF) の比率などの要素を考慮して、理想的なエッチング条件を決定します。
- BOE 濃度がエッチング パラメータに与える影響を実験的に調査: この研究では、さまざまな BOE 濃度 (1:1 から 14:1 NH4F:HF の範囲) がマスクの抵抗、エッチング速度、エッチング プロファイルの等方性に与える影響を調べます。この目的のために、著者らは金属/フォトレジスト マスクを使用します。
- エッチングに最適な BOE 濃度の特定: 計算と実験により、著者らは BOE 濃度 3:1 (NH4F:HF) が最良の結果をもたらすことを突き止めました。この濃度は、BOE 溶液中の主要な反応種である HF−2 の最大濃度に相当します。
- マルチレベル エッチング プロセスのデモンストレーション: このプロセスでは、最適化された BOE 濃度 (3:1) と、2 段階のフォトリソグラフィー プロセスで作成された段差のある保護フォトレジスト/金属マスクを使用します。この方法により、深さが 200 μm を超え、エッチング速度が最大 3 μm/分の微細構造を製造できます。
著者らは、階段状マスクと最適化された BOE 濃度を採用した提案の製造方法は、溶融シリカガラスに高品質のマルチレベル マイクロ構造を作成するための信頼性の高い方法であると結論付けています。このプロセスでは、最初のフォトリソグラフィー ステップが 1 つだけ必要で、マイクロデバイスに複雑なマルチレベル要素を統合できます。