研究開発された技術紹介

吸引プラズマは低残渣で局所的な加工を比較的低価格かつ小型の装置で実現する長所を有するが、シリコンの精密深掘りという川下産業からの最新要求に対しては、エッチングの再現性に課題が残っていた。また吸引プラズマにおける深掘り固有の問題として、深掘りにおいてはレシピを慎重に作らないと有機物の残渣が発生する現象を見出してきた。そこで本研究では、エッチングの再現性、残渣の低減を実現し、かつ高機能化・精密化した吸引プラズマエッチング装置の開発を行った。

・薄型化加工技術の開発
-基板厚さ300㎛の実デバイスをSi基板側からエッチングし、残渣、傷なしに配線/基盤界面から1㎛の部分でエッチングを終了する技術を開発した。これにより、光学的手法でもサブミクロン単位の配線故障解析が可能となる。
・川下ユーザ評価用精密深掘りエッチング装置の試作
-開発した薄膜化技術をもとに、川下ユーザ評価用精密深掘りエッチング装置を試作した。試料台の稼働により、最大4インチ四方の試料をスキャン加工できる。

基本特許は取得済み、または公開済み
・特許第5294816号：「顕微鏡付吸引型局所マイクロプラズマエッチング装置」発明者：新堀俊一郎、他2名　出願人：株式会社三友製作所
・特許第5828198号：「プラズマエッチング装置およびプラズマエッチング方法」発明者：清水哲夫、他5名　出願人：独立行政法人産業技術総合研究所、株式会社三友製作所
・特許第6650799号：「プラズマエッチング装置」発明者：清水哲夫、他7名　出願人：国立研究開発法人産業技術総合研究所、株式会社三友製作所

ただ、本事業により新たな知財が出るため、これらを周辺特許として出願することで独自技術性を高めて装置販売へ活かす。ただし、本知財は装置販売を優先とし、ライセンス化は現在の所は計画をしていない。

１．微細構造を持つため、故障解析において表面からの配線露出が困難なLSIに対し、LSIの故障個所を特定する手段として利用される。
２．配線を露出したくないシリコンデバイスを可視光を用いて故障解析するための試料前処理に利用される。
３．MEMSデバイスなどハイブリッドなデバイスを部分的にエッチングし調整する目的に利用される。
４．各種デバイスの要素試作に利用される。

川下ユーザへの評価用試料を提供し、受注を目指している。それと並行して、学会や展示会において川下ユーザと共同で発表することにより、最終的なユーザとなる半導体デバイスメーカへのアピールを図る。

１．本研究で開発したエッチング装置を使うことで、半導体デバイスメーカーが求めるサブミクロン配線の非接触故障解析が可能になった。
２．スキャン加工で数mm角のエリアを深掘りすることに成功したため、高倍率のレンズによる観察が可能になった。
３．デバイスの故障解析目的であれば卓上クラスの装置サイズを提供することができる。
４．８インチクラスの基板の局所加工も対応可能である。

大面積の試料を場所ごとに違う深さで精密にプラズマエッチングできるのが他にない特徴なので、シリコンデバイスにとどまらない広い市場を獲得しつつある。

加工面積、加工体積が大きくなることにより必然的に加工時間が長くなるため、無人運転、自動終点検出の機能の実装を進めている。

本プロジェクトはシリコンデバイスの故障解析用試料作製を目標として出発しているが、実際には同目標以外の使用法に関する引き合いも多い。今後の産業構造の動向は装置メーカとエンドユーザが共同して新しい価値（応用分野、市場）を発掘していくことが主流になると考えられる。そのためにも開発した装置をデバイスメーカに限らぬ多くのお客様に試していただき、改良を重ねていきたい。