CH682528A5 - Procédé de réalisation par attaque chimique d'au moins une cavité dans un substrat et substrat obtenu par ce procédé. - Google Patents

Procédé de réalisation par attaque chimique d'au moins une cavité dans un substrat et substrat obtenu par ce procédé. Download PDF

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Description

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Description
La présente invention concerne un procédé de réalisation d'au moins une cavité dans un substrat et un substrat obtenu par ce procédé, ce procédé peut être notamment mis en œuvre pour le microusinage de plaquettes, dans le domaine micromécanique. L'élément à attaquer est souvent une plaquette de matériau semiconducteur, telle qu'une plaquette en silicium.
Il est parfois nécessaire de réaliser dans une telle plaquette des cavités à fond sensiblement plat ayant des profondeurs différentes. Bien qu'il soit évidemment possible de réaliser ces cavités séquentiellement, on conçoit qu'une telle solution n'est pas avantageuse car elle requiert autant d'opérations de masquage et autant d'opérations d'attaque chimique qu'il y a de cavités à réaliser.
Le document JP-A 5 898 927 décrit un procédé d'attaque chimique permettant d'obtenir simultanément des cavités ayant des profondeurs différentes. Ce procédé comprend une étape d'attaque chimique anisotrope suivie d'une étape d'attaque chimique isotrope. Au cours de la première étape, les cavités sont formées avec des flancs inclinés, la gravure s'arrêtant d'elle même lorsque les flancs se rejoignent. On comprend donc que la profondeur maximale d'une cavité soit fonction de la dimension en surface de celle-ci. La seconde étape (attaque chimique isotrope) a pour effet d'augmenter la profondeur de toutes les cavités d'une même valeur.
Ce procédé présente un certain nombre d'inconvénients. Tout d'abord, il n'est pas possible de former deux cavités de même surface et de profondeurs différentes, non plus qu'une cavité profonde et de faible surface en même temps qu'une cavité peu profonde et de grande surface, puisque la vitesse de gravure est la même pour toutes les cavités et que la profondeur maximale, pendant la première étape, est directement proportionnelle à la surface de la cavité. Par ailleurs, ce procédé ne permet pas d'obtenir un fond plat dans toutes les cavités, certaines d'entre elles ayant au contraire un fond en V.
Ensuite, ce procédé ne permet pas de contrôler précisément la profondeur de toutes les cavités. En effet, comme le montre la fig. 1 du document susmentionné, si on désire former deux cavités de surfaces différentes présentant entre elles une différence de profondeurs inférieure à la différence entre leurs profondeurs maximales respectives, il est nécessaire de stopper l'attaque chimique de la cavité de plus grande surface avant que sa profondeur maximale ne soit atteinte. Or, l'instant où il faut cesser d'attaquer ne peut pas être déterminé de manière très précise, car la vitesse d'attaque chimique ne peut être qu'évaluée grossièrement.
L'invention a pour but de pallier les inconvénients des procédés d'attaque chimique connus. Ce but est atteint par le procédé revendiqué.
Ce procédé consiste essentiellement, dans une première étape, à faire une attaque chimique anisotrope à travers un masque recouvrant partiellement les zones à attaquer pour former dans chaque zone un ensemble d'évidements à section en V
dont la profondeur dépend de la largeur de cette section. La profondeur de l'attaque chimique dans chaque zone est de cette manière parfaitement définie. De manière préférée, les motifs d'attaque chimique ont la forme générale de rectangles. Ceux-ci sont avantageusement parallèles entre eux.
La seconde étape d'attaque chimique, également anisotrope, augmente uniformément la profondeur de chaque cavité. La différence de profondeur entre deux cavités reste ainsi parfaitement définie. Cette seconde étape d'attaque chimique permet d'obtenir dans chaque cavité un fond sensiblement plat.
Ceci peut être mis à profit pour contrôler dans une zone l'épaisseur d'une membrane ou la profondeur d'une cavité. Il suffit en effet d'attaquer, au cours de la première étape, cette zone et une autre zone, dite zone de contrôle, sur des profondeurs telles que, lors de la seconde étape, l'épaisseur désirée pour la membrane ou la profondeur désirée pour la cavité soit atteinte lorsque la profondeur de la cavité dans la zone de contrôle atteint une valeur précise et optiquement reconnaissable. Cette profondeur de contrôle peut être par exemple l'épaisseur de la plaquette.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, donnée à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels:
- les fig. 1a à 1e illustrent l'obtention de deux cavités de profondeurs différentes au moyen du procédé de l'invention,
- la fig. 2 illustre une application du procédé de l'invention,
- les fig. 3a à 3d montrent comment la profondeur d'une cavité ou l'épaisseur d'une membrane peuvent être contrôlées au moyen du procédé de l'invention,
- les fig. 4a et 4b montrent respectivement en vue de dessus et en coupe, différentes formes de bandes ou de rectangles pouvant être mises en œuvre dans la première étape du procédé de l'invention, et les rainures en V résultantes dans le cas d'un désalignement des bandes par rapport à l'orientation cristallographique de la plaquette à attaquer, et
- la fig. 4c est une vue agrandie d'une partie de la fig. 4a.
L'invention s'applique notamment en micromécanique pour l'attaque chimique de plaquettes semi-conductrices. Le procédé de l'invention comprend essentiellement deux étapes d'attaque chimique que l'on va décrire en référence aux fig. 1 a à 1 e.
Un substrat 2 en Si monocristallin d'orientation <100> est recouvert d'un masque formé d'une couche 4 de SÌO2 (ou SÌ3N4) d'épaisseur 1 um. Dans les zones Z1 et Z2 à attaquer, cette couche a été éliminée pour laisser à découvert, dans chaque zone, des motifs d'attaque chimique formant des bandes parallèles 6 (zone Z1) et 8 (zone Z2), visibles en coupe transversale sur la fig. 1 a. Ces bandes peuvent avoir une longueur égale à la dimension de la cavité à former dans la direction perpendiculaire à la coupe transversale de la figure. Elles
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peuvent aussi être nettement plus courtes (voir infra fig. 4a). Les zones peuvent avoir par exemple une largeur d'environ 0,1 mm à 5 mm, les bandes 6, 8 d'environ 5 à 50 um et les bandes de SÌO2 d'environ 10 à 20 (im. Le nombre de bandes 6, 8 par zones est généralement de l'ordre de 5 à 100.
La réalisation du masque étant bien connue dans le domaine technique de l'invention, il n'y a pas lieu de la décrire en détail. Il suffit simplement de rappeler qu'après avoir formé une pleine couche de SÌO2 et une pleine couche de résine photosensible, cette dernière est insolée sélectivement pour que les parties de la résine situées au-dessus des bandes 6 et 8 à former puissent être éliminées par trempage dans une solution de développement telle que le xylène.
On supprime ensuite la couche de SÌO2 non protégée par attaque chimique à l'aide d'une solution de HF/NH4F (le substrat 2 en Si n'est pas attaqué par cet agent chimique) et on élimine ensuite le masque de résine (fig. 1a), par exemple avec une solution de HNO3.
On procède alors à une gravure anisotrope du substrat 2 par attaque chimique au moyen d'une solution de KOH. Des solutions aqueuses de KOH, avec et sans 2-propanol ont été utilisées avec succès. D'autres solutions peuvent être utilisées; on pourra se référer notamment à l'article «Silicon as a Mechanical Material» de K.E. Petersen paru dans Proceedings of the IEEE, vol. 70, no 5, May 1982, pp 420-457 (plus particulièrement: table II, p 424).
On obtient ainsi des évidements en forme de rainures en V 10 (resp. 12) dont la largeur xi (resp. X2) dans le zone Z1 (resp. Z2) dépend de la largeur des bandes de cette zone (fig. 1b). L'attaque chimique s'arrêtant d'elle-même lorsque les flancs des rainures se rejoignent, la profondeur maximale de l'attaque chimique est strictement définie par la largeur des bandes (tant que le masque n'est pas affecté de manière significative par la solution d'attaque chimique). Il n'y a aucun risque de surattaque et, par conséquent, on peut sans inconvénient laisser l'attaque chimique se poursuivre suffisamment longtemps pour être certain que la profondeur maximale soit atteinte.
La seconde étape d'attaque chimique s'applique aux zones Z1 et Z2 dans leur entier. Il faut donc tout d'abord supprimer la couche 4 de SÌO2 recouvrant ces zones. Pour cela, un masque en résine photosensible est réalisé dans une couche 14 (fig. 1c) et les parties 16, 18 de la couche SÌO2 recouvrant les zones Z1 et Z2 sont éliminées par attaque chimique dans une solution de HF/NH4F. Le masque en résine est à son tour éliminé (fig. 1 d). Il faut souligner que le masque en résine n'a pas besoin d'être positionné très exactement par rapport aux zones Z1 et 72. Il suffit qu'il laisse à découvert les parties 16 et 18 de ces zones.
Il ne reste alors plus qu'a procéder à la seconde étape d'attaque chimique anisotrope du substrat, dans une solution de KOH. La profondeur y de l'attaque chimique pendant cette étape est la même dans les deux cavités et dépend directement du temps d'attaque chimique (fig. 1 e).
Sur la fig. 1e, le fond de chaque cavité est parfaitement plat. Il s'agit là d'une représentation schématique. En réalité, la vitesse d'attaque chimique étant plus importante latéralement que verticalement, les rainures s'élargissent peu à peu jusqu'à 5 se rejoindre. En d'autres termes, les bandes situées entre deux rainures voient peu à peu leur largeur et leur hauteur diminuer. Par suite, la surface libre des zones Z1 et Z2, visibles sur la fig. 1d devient de plus en plus plane au fur et à mesure que la 10 profondeur d'attaque chimique y augmente. Cependant, généralement, il reste possible, parfois même à l'œil nu, de distinguer dans le fond des cavités des ondulations rappelant le motif du masque initial en SÌO2. A titre d'exemple, des ondulations d'envi-15 ron 1 um d'amplitude ont pu être observées.
Le procédé selon l'invention permet de mieux maîtriser la forme de la cavité que les procédés connus. En effet, on sait que la surattaque latérale d'une surface dépend de la taille et de la forme de 20 cette surface. La surattaque latérale est donc importante avec les procédés connus dans lesquels la totalité d'une zone est exposée à l'attaque chimique pendant tout le procédé. Au contraire, dans le procédé selon l'invention, la première étape d'attaque 25 chimique s'applique à des motifs d'attaque chimique beaucoup plus petits qu'une zone. Ainsi quelle que soit la forme de la zone à attaquer, la surattaque latérale est limitée pendant la première étape d'attaque chimique. Ceci peut être utilisé avantageuse-30 ment pour former une cavité ou un trou, dont on souhaite bien maîtriser la taille.
Le procédé décrit en référence aux fig. 1a à 1e permet d'obtenir simultanément au moins deux cavités ayant des profondeurs différentes, et dont la 35 différence entre ces profondeurs, égale à X1-X2, est définie avec une grande précision. Notons qu'à peu près le même résultat pourrait être obtenu en n'attaquant la zone Z2 que pendant la seconde étape d'attaque chimique. Il suffit pour cela de former 40 dans Z1 des rainures ayant une profondeur de x-i-X2, au cours de la première étape d'attaque chimique, et d'attaquer les deux zones Z1 et Z2 sur une profondeur de X2+y, pendant la seconde étape d'attaque chimique.
45 Notons encore que les différentes zones attaquées peuvent être distantes l'une de l'autre, comme représenté sur les fig. 1a à 1e, ou contigues. Dans ce dernier cas, on obtient une cavité unique présentant des parties ayant des profondeurs diffé-50 rentes.
La fig. 2 illustre une application du procédé de l'invention. Une plaquette 20 en Si monocristallin d'orientation <100> et d'épaisseur 200 um est usinée par attaque chimique pour former une membra-55 ne 22 de 8 mm de diamètre et de 100 um d'épaisseur. Une pastille piézoélectrique 24, munie sur chaque face d'un ruban conducteur formant chacun une électrode de commande 26, 27, est collée sur l'une des faces de la membrane. On peut ainsi 60 commander une déformation de la membrane (mouvement selon l'axe perpendiculaire au plan de la membrane). Ce type de membrane est utilisé notamment dans des micropompes destinées, dans le domaine médical, à l'injection de médicaments en 65 solution, dont le principe est décrit dans l'article «A
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piézoélectrique micropump based on micromachi-ning of Silicon» de H. van Lintel et al. paru dans Sensors et Actuators, vol. 15, 1988, pp 153-167.
Comme on peut le voir sur la fig. 2, une surattaque locale est réalisée dans une zone Z3 de la membrane pour tenir compte de la surépaisseur formée par l'électrode 26. Il serait possible d'éviter cette surattaque en collant une électrode 26 recouvrant complètement la pastille piézoélectrique, mais il y aurait alors entre la pastille piézoélectrique et la membrane une première couche de colle, l'électrode et une seconde couche de colle, ce qui entraînerait une dispersion des propriétés de mouvement d'une membrane à l'autre, lors de l'utilisation de celles-ci.
L'attaque chimique de la face supérieure 28 (celle sur laquelle la pastille piézoélectrique sera collée) de la plaquette 20 est réalisée en deux étapes conformément à l'invention. Notons que la face inférieure est également attaquée dans ce cas particulier.
Dans la première étape, seule la zone Z3 est soumise à l'attaque chimique; cette attaque chimique est effectuée à travers un masque laissant à découvert un ensemble de bandes parallèles pour produire un ensemble de rainures en V. Dans la seconde étape, l'attaque chimique est effectuée à travers un masque laissant à découvert l'ensemble de la surface de la membrane 22 à réaliser. La profondeur des rainures en V définit la profondeur de la cavité de la zone Z3 par rapport à la membrane.
Le procédé de l'invention peut être mis en œuvre pour contrôler la profondeur d'attaque chimique et s'assurer ainsi que des cavités ont exactement les profondeurs désirées et/ou que des membranes ont exactement les épaisseurs désirées.
Supposons que l'on veuille former une cavité de profondeur y4 dans une zone Z4 d'une plaquette d'épaisseur e. On va pour cela créer dans une zone Zc une cavité de contrôle selon le procédé de l'invention.
On forme donc dans cette zone de contrôle Zc un masque laissant à découvert un ensemble de bandes parallèles 30 (fig. 3a). Ce masque est formé par exemple dans une couche 32 en SÌO2 dans le cas d'un substrat 34 en Si monocristallin. La largeur de ces bandes est choisie pour que, par attaque chimique anisotrope, la profondeur des évidements en V 36 formées dans la zone Zc soit égale à e-y4 (fig. 3b).
On élimine alors la couche de protection 32 au-dessus des zones Z4 et Zc (fig. 3c) et on procède à l'attaque chimique anisotrope de celles-ci. La profondeur y4 est atteinte dans la zone Z4 à peu près à l'instant où un trou est formé dans la zone de contrôle Zc (fig. 3d). Cet instant est donc détectable très facilement en surveillant visuellement la zone de contrôle Zc.
Le même procédé peut être utilisé pour obtenir une membrane d'épaisseur donnée E. Il suffit en effet de former dans la zone de contrôle des évidements de profondeur adéquate, sensiblement égale à E (la valeur précise dépend de plusieurs paramètres dont la nature de l'agent d'attaque chimique) lors de la première étape d'attaque chimique. Ainsi, au cours de la seconde étape d'attaque chimique, un trou est formé dans la zone de contrôle Zc lorsque l'épaisseur de la membrane est égale à la valeur désirée E. Il convient de remarquer qu'il n'est pas nécessaire de connaître l'épaisseur e du substrat pour obtenir, selon ce procédé, la membrane désirée.
Au lieu de détecter la formation d'un trou, on pourrait également détecter, par exemple, juste avant que le trou ne soit formé, un changement de couleur de la membrane dans la zone de contrôle Zc et/ou détecter une variation de la transparence de la membrane dans cette zone.
On connaît un procédé dans lequel une seule rainure est attaquée dans la zone de contrôle Zc, la taille de cette zone étant choisie pour que la profondeur de la rainure corresponde à l'épaisseur de la membrane. La détection optique selon ce procédé connu de la fin de l'attaque chimique principale, qui est effectuée à partir de la face de la plaquette opposée à celle dans laquelle la rainure de contrôle est attaquée, est beaucoup plus délicate puisque, au lieu de former un trou comme dans le procédé de l'invention, on doit détecter une simple fente.
Dans le procédé décrit en référence aux fig. 3a à 3d la zone Z4 n'est attaquée que pendant la seconde étape d'attaque chimique. On peut cependant également attaquer cette zone pendant la première étape d'attaque chimique pour former dans celle-ci des rainures en V. Il suffit simplement de choisir les largeurs des bandes à attaquer dans les zones Z4 et Zc de manière que la différence entre la profondeur des rainures de la zone de contrôle Zc et la profondeur des rainures de la zone Z4 soit égale à l'épaisseur résiduelle que l'on désire obtenir dans la zone Z4 après la seconde étape d'attaque chimique. Sur la fig. 3b, où seule la zone de contrôle est attaquée pendant la première étape d'attaque chimique, la profondeur des rainures est ainsi égale (en pratique sensiblement égale) à l'épaisseur résiduelle de la zone Z4 sur la fig. 3d.
On trouve également dans l'article «An IC piezo-resistive pressure sensor for biomédical instrument» de Samaun et al paru dans IEEE Transactions on biomédical engineering, vol. BME-20, No 2, March 1973, pp 101-107 (plus particulièrement, fig. 6) un procédé dans lequel une plaquette est attaquée sur une face pour former une membrane et dont l'autre face est attaquée simultanément pour former un cadre entourant la membrane, chaque côté du cadre étant une rainure en V dont la profondeur est égale à l'épaisseur désirée de la membrane. Lorsque l'épaisseur de la membrane atteint la profondeur des rainures en V, la partie de la plaquette intérieure au cadre se détache laissant apparaître un trou de grande dimension, aisément visible.
Avec ce procédé connu, on n'a aucun indice permettant de s'apercevoir que l'on est proche de l'instant où l'attaque chimique doit être arrêtée.
De plus, pour que le trou apparaisse et soit visible à la fin de l'attaque chimique, il faut nécessairement que chaque côté du cadre soit formé d'une rainure unique ayant une grande longueur (celle-ci est de l'ordre du millimètre).
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Or, on a supposé jusqu'à présent que la largeur des rainures en V était égale à la largeur des bandes laissées à découvert par le masque de protection, c'est-à-dire à la largeur des côtés du cadre. Ceci est exact lorsque la direction des bandes est rigoureusement orientée à 45° (ligne A-A sur la fig. 4a) par rapport à deux axes cristallographiques qui définissent le plan d'une plaquette Si d'orientation <100>. En revanche, les rainures sont plus larges que les bandes, et par conséquent plus profondes que prévues, si les bandes ne sont pas parfaitement à 45° par rapport à ces axes. Le procédé décrit dans cet article ne permet pas dans ce cas un bon contrôle de l'épaisseur de la membrane à former.
Au contraire, le procédé de l'invention permet de s'affranchir des conséquences d'un mauvais alignement. Les effets d'un mauvais alignement apparaissent clairement sur les fig. 4a et 4b qui montrent respectivement en vue de dessus et en coupe transversale selon la ligne IV—IV un substrat 38 recouvert d'un masque 40 dans lesquels des bandes de formes et d'orientations différentes ont été réalisées.
La bande 42 est parfaitement parallèle à la ligne A-A. La rainure en V 44 formée par attaque chimique anisotrope a donc exactement la largeur de cette bande.
En revanche, la bande 46 n'est pas parfaitement parallèle à la ligne A-A. La rainure en V 48 est alors plus large que la bande 44 par suite d'une attaque chimique sous la couche 40 jusqu'aux bords 50, 52. Il en résulte également une profondeur de rainure plus importante que souhaitée.
On constate que l'élargissement de la rainure dépend de la longueur de la bande. On peut réduire ce phénomène d'élargissement, et par conséquent d'approfondissement, des rainures en remplaçant la bande 46 par une suite de bandes 54 disjointes. On obtient alors des rainures en V 56 dont l'élargissement par rapport à la rainure 44 est plus faible qu'avec la bande 48.
On peut encore réduire cet élargissement en diminuant la largeur des parties extrêmes 58 des bandes 60. La largeur de chaque rainure 62 est ainsi fixée par la largeur de la partie centrale 64 des segments.
Comme on peut le voir sur la fig. 4c, qui montre une bande 60 sous forme agrandie, la largeur de la rainure est réduite de chaque côté d'une valeur d par rapport à la rainure obtenue avec une bande 54.
L'augmentation de largeur de la rainure 62 par rapport à la rainure 44 devient alors pratiquement négligeable. Il en est de même de l'augmentation de la profondeur.

Claims (10)

Revendications
1. Procédé de réalisation par attaque chimique d'au moins une cavité dans un substrat (2, 20, 34, 38) comprenant:
- une première étape d'attaque chimique anisotrope dudit substrat, dans chaque zone (Z1, Z2, Z3, Zc) dans laquelle une cavité doit être formée, à travers un premier masque recouvrant partiellement chacune desdites zones, pour former dans chaque zone un ensemble d'évidements présentant en section une forme en V, selon au moins un plan perpendiculaire audit substrat (10, 12, 36), dont les profondeurs sont définies, pour chaque zone, par les motifs d'attaque chimique du premier masque, et
- une seconde étape d'attaque chimique anisotrope dudit substrat à travers un second masque laissant à découvert chacune desdites zones, pour former dans chaque zone une cavité à fond sensiblement plat, la profondeur totale de chaque cavité étant dépendante de la profondeur des évidements formés dans cette zone lors de la première étape d'attaque chimique.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde étape d'attaque chimique est poursuivie au moins jusqu'à ce que la profondeur de la cavité dans au moins une zone (Zc) soit égale à l'épaisseur (e) dudit substrat.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les motifs d'attaque chimique du premier masque utilisé dans la première étape ont la forme générale de rectangles (6, 8, 30, 54).
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les motifs d'attaque chimique du premier masque utilisé dans la première étape ont des parties d'extrémités (58) qui sont moins larges que leur partie centrale (64).
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que pour au moins une des cavités, la zone attaquée lors de la seconde étape d'attaque chimique est plus étendue que la zone (Z3) attaquée lors de la première étape de gravure.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que au moins une zone, dite zone de contrôle, est utilisée pour contrôler la progression ou le résultat de l'attaque chimique dans au moins une autre zone, des évidements étant formés dans au moins une zone de contrôle lors de la première étape d'attaque chimique et la progression ou le résultat de l'attaque chimique étant contrôlée par détection optique de l'épaisseur du subsrat dans au moins une zone de contrôle, lors de ou après la seconde étape d'attaque chimique.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les évidements formés dans chaque zone de contrôle lors de la première étape d'attaque chimique ont une profondeur telle que la détection optique de l'épaisseur de la couche dans au moins une zone de contrôle lors de ou après la seconde étape d'attaque chimique fournit un contrôle de l'épaisseur d'une membrane formée dans au moins une autre zone.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu'on détecte la formation de trous traversant ledit substrat dans les zones de contrôle.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le substrat à attaquer est en Si monocristallin d'orientation <100>
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10. Substrat comportant au moins une cavité obtenue par attaque chimique dans une face de ce substrat, caractérisé en ce que ladite cavité est réalisée selon le procédé énoncé à l'une quelconque des revendications 1 à 9.
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CH 682 528 A5
et les masques d'attaque chimique sont en SÌO2 ou SÌ3N4.
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US07/784,430 US5316618A (en) 1990-03-16 1991-03-07 Etching method for obtaining at least one cavity in a substrate
EP91906200A EP0472702B1 (fr) 1990-03-16 1991-03-07 Procede d'attaque servant a obtenir au moins une cavite dans un substrat et substrat obtenu grace a ce procede
ES91906200T ES2080304T3 (es) 1990-03-16 1991-03-07 Metodo de ataque quimico para obtener al menos una cavidad en un substrato y substrato obtenido por dicho metodo.
DE69114786T DE69114786T2 (de) 1990-03-16 1991-03-07 Verfahren zum ätzen von mindestens einer vertiefung in einem substrat und dadurch erhaltenes substrat.
CA002053859A CA2053859A1 (fr) 1990-03-16 1991-03-07 Methode de gravage utilisee pour obtenir au moins une cavite dans un substrat et substrat obtenu avec cette methode
PCT/EP1991/000426 WO1991014281A1 (fr) 1990-03-16 1991-03-07 Procede d'attaque servant a obtenir au moins une cavite dans un substrat et substrat obtenu grace a ce procede
JP3505694A JPH04506727A (ja) 1990-03-16 1991-03-07 基材に少なくとも一つのキャビティを得るためのエッチング方法及びそのような方法により得られた基材
AU74754/91A AU7475491A (en) 1990-03-16 1991-03-07 Etching method for obtaining at least one cavity in a substrate and substrate obtained by such method
AT91906200T ATE130703T1 (de) 1990-03-16 1991-03-07 Verfahren zum ätzen von mindestens einer vertiefung in einem substrat und dadurch erhaltenes substrat.

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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03292744A (ja) * 1990-01-24 1991-12-24 Toshiba Corp 化合物半導体装置およびその製造方法
DE4340590A1 (de) * 1992-12-03 1994-06-09 Hewlett Packard Co Grabenisolation unter Verwendung dotierter Seitenwände
JP3205103B2 (ja) * 1993-01-07 2001-09-04 松下電器産業株式会社 半導体装置の製造方法
US5436201A (en) * 1993-05-28 1995-07-25 Hughes Aircraft Company Dual etchant process, particularly for gate recess fabrication in GaAs MMIC chips
US5632908A (en) * 1995-02-01 1997-05-27 Lucent Technologies Inc. Method for making aligned features
US5632854A (en) * 1995-08-21 1997-05-27 Motorola, Inc. Pressure sensor method of fabrication
JP3734586B2 (ja) * 1997-03-05 2006-01-11 富士通株式会社 半導体装置及びその製造方法
DE19719862A1 (de) * 1997-05-12 1998-11-19 Fraunhofer Ges Forschung Mikromembranpumpe
US6623579B1 (en) * 1999-11-02 2003-09-23 Alien Technology Corporation Methods and apparatus for fluidic self assembly
US6479395B1 (en) 1999-11-02 2002-11-12 Alien Technology Corporation Methods for forming openings in a substrate and apparatuses with these openings and methods for creating assemblies with openings
TW480621B (en) * 2001-03-02 2002-03-21 Acer Comm & Multimedia Inc Method for producing high density chip
US20040073175A1 (en) * 2002-01-07 2004-04-15 Jacobson James D. Infusion system
AU2005211226A1 (en) * 2004-02-06 2005-08-18 Karmic, Sarl Microreplication of transitory-image relief pattern based optically variable devices
JP2008501858A (ja) * 2004-06-04 2008-01-24 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 改良エッチング方法
US7615479B1 (en) 2004-11-08 2009-11-10 Alien Technology Corporation Assembly comprising functional block deposited therein
FR2901635A1 (fr) * 2006-06-09 2007-11-30 Commissariat Energie Atomique Dispositif de connexion tridimensionnel dans un substrat
US8132775B2 (en) 2008-04-29 2012-03-13 International Business Machines Corporation Solder mold plates used in packaging process and method of manufacturing solder mold plates
FR2985602B1 (fr) * 2012-01-05 2014-03-07 Commissariat Energie Atomique Procede de gravure d'un motif complexe
US9005463B2 (en) * 2013-05-29 2015-04-14 Micron Technology, Inc. Methods of forming a substrate opening

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3844858A (en) * 1968-12-31 1974-10-29 Texas Instruments Inc Process for controlling the thickness of a thin layer of semiconductor material and semiconductor substrate
JPS5898927A (ja) * 1981-12-09 1983-06-13 Hitachi Ltd シリコン基板のエツチング方法
DE3225206C1 (de) * 1982-07-06 1983-10-27 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut Verfahren zum einseitigen Ätzen von Platten
US4761210A (en) * 1985-09-30 1988-08-02 Siemens Aktiengesellschaft Method for generating structures in micro-mechanics
JP2514210B2 (ja) * 1987-07-23 1996-07-10 日産自動車株式会社 半導体基板のエッチング方法
US5024953A (en) * 1988-03-22 1991-06-18 Hitachi, Ltd. Method for producing opto-electric transducing element
US4899178A (en) * 1989-02-02 1990-02-06 Xerox Corporation Thermal ink jet printhead with internally fed ink reservoir
US4957592A (en) * 1989-12-27 1990-09-18 Xerox Corporation Method of using erodable masks to produce partially etched structures in ODE wafer structures

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DE69114786T2 (de) 1996-05-23

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