エッチング液中でのシリコンのレーザ溝加工におよぼすフルエンスの影響

摘要

硬脆材料である単結晶シリコンへの溝加工は半導体IC 産業，MEMS 産業に広い需要がある．これらは機械加工に困難が多いため，その代替の一例としてレーザ加工が研究されている．レーザ加工はワンオフ·少量生産に対応できる魅力があるものの，その実現には加工形状をコントロールしにくい問題や溶融·飛散した被加工物が加工部周辺に付着し品質を低下させる(デブリ)問題を解決する必要がある．原理上デブリを生じさせないレーザ加工法として，腐食液中に設置したシリコンにレーザ光を照射することで照射部分のみを選択的に除去するレーザアシストエッチング法がある．これにKOH とH_2O_2 からなるエッチング液などを適用することでシリコンのデブリレス穴あけが実現できるものの，加工速度が遅い問題がある．これに対し固体表面にレーザ光を照射した時，プラズマの発生と共に表面の構成物質が爆発的に放出されるレーザアブレーションを主体として加工し，エッチング液で溶融·飛散物を直ちに除去する方法がある．この方法によればデブリレスかつ比較的高速な加工が実現でき，しかも光ファイバでレーザ光を加工部に直接送り込みファイバの端面を穴に差し込むようにすることでファイバの断面形状を転写したように円筒状の深穴あけができることから，加工形状のコントロールをも実現できる可能性がある．