MEMS加工ウエハテストウエハ

MEMS加工ウェハとは

フィルテックでは、100mm・150mm・200mm・300mmのウエハに、シリコン深掘りエッチングや異方性ウェットエッチングなどのMEMS加工を行っています。掲載している構造は加工例の一部で、その他の形状や加工についてもご相談いただけます。

MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)は、微細な機械構造と電気的な機能を組み合わせたシステムです。センサーやアクチュエーターなどに利用されます。

MEMSの製造では、成膜、フォトリソグラフィ、エッチングなどを組み合わせて微細構造を作ります。基板に形成する溝や穴、柱などの形状と、その寸法に応じた加工方法の選択が必要です。

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シリコン深掘りエッチング

シリコン深掘りエッチングは、シリコン基板に深い溝や穴などを形成する加工です。DRIE(Deep Reactive Ion Etching:深掘り反応性イオンエッチング)の一方式であるボッシュプロセスでは、エッチングと側壁を守る保護膜の形成を繰り返します。

これにより、幅に対して深さが大きい高アスペクト比の構造を形成できます。下記はボッシュエッチングによるトレンチ(溝)とピラー(柱)の加工例です。パターン寸法やパターン密度によって加工の難易度は変わります。

ボッシュエッチングの加工例

ボッシュエッチングで形成した幅0.4µm、深さ18µmのトレンチパターン
トレンチパターン
幅0.4µm・深さ18µm
ボッシュエッチングで形成した径50µm、深さ340µmの密集ピラーパターン
密集ピラーパターン
径50µm・深さ340µm
ボッシュエッチングで形成した径60µm、深さ200µmの疎密度ピラーパターン
疎密度ピラーパターン
径60µm・深さ200µm

トレンチ・ホールパターンの加工例

シリコンの溝や穴の加工例は、以下の製品ページでも紹介しています。パターンの形状・配置や断面観察例を確認できます。加工方式は製品ごとに異なります。

シリコン異方性ウェットエッチング

KOH(水酸化カリウム)やTMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)などの薬液を用い、シリコンの結晶面によるエッチング速度の違いを利用する方法です。結晶面に沿った傾斜面を持つ構造の形成に用いられます。

下記は面方位が(100)のシリコン基板を用い、TMAHでウェットエッチングを行った例です。(111)面はエッチング速度が遅いため、傾斜面が形成されます。

TMAHによるウェットエッチングの加工例

(100)シリコン基板のTMAHウェットエッチング加工例
(100)シリコン基板のTMAHウェットエッチング加工例
(100)シリコン基板のTMAHウェットエッチング加工例

機械加工によるパターン形成

穴や溝などのパターンを形成する方法には、ブラスト加工などがあります。

300mmシリコンウエハの貫通機械加工例

300mm径、775µm厚のシリコン基板に、250µm径の貫通孔を形成した加工例です。ドライエッチングを使わないため安価な加工技術です。

シリコンウエハの貫通機械加工の全体像
貫通機械加工の全体像
シリコン基板のホールとトレンチの貫通機械加工例
ホール・トレンチの加工例(250µmの表示はトレンチ)