JP2001291705A - エッチング方法 - Google Patents
エッチング方法Info
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- JP2001291705A JP2001291705A JP2000106188A JP2000106188A JP2001291705A JP 2001291705 A JP2001291705 A JP 2001291705A JP 2000106188 A JP2000106188 A JP 2000106188A JP 2000106188 A JP2000106188 A JP 2000106188A JP 2001291705 A JP2001291705 A JP 2001291705A
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- Japan
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- etching
- etching method
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シリコン等の基板に、静電容量型3軸加速度
センサの可動電極を支持するビームの如き微細寸法、形
状の微細構成部を形成するのに、得られる構成部の断面
形状や断面積を変化させることなく、再現性よくかつす
ぐれた製造効率で成形できるエッチング方法の提供。 【解決手段】 線条のビームの幅を規定する溝を形成す
る際に、溝自体の幅と深さが一定となる異方性エッチン
グ方法を採用し、基板1の結晶方位に応じて一定傾斜角
度でエッチングが進行することを利用して基板1表側か
ら異方性エッチングにて所要深さのV字型溝5を形成し、
その後基板1裏面側から別のエッチング工程にてエッチ
ングし、V字型溝5底が貫通した時点でエッチングを停止
すると、常に断面が台形状で所定幅、高さ寸法のビーム
9が再現性よく安定的に得られる。
センサの可動電極を支持するビームの如き微細寸法、形
状の微細構成部を形成するのに、得られる構成部の断面
形状や断面積を変化させることなく、再現性よくかつす
ぐれた製造効率で成形できるエッチング方法の提供。 【解決手段】 線条のビームの幅を規定する溝を形成す
る際に、溝自体の幅と深さが一定となる異方性エッチン
グ方法を採用し、基板1の結晶方位に応じて一定傾斜角
度でエッチングが進行することを利用して基板1表側か
ら異方性エッチングにて所要深さのV字型溝5を形成し、
その後基板1裏面側から別のエッチング工程にてエッチ
ングし、V字型溝5底が貫通した時点でエッチングを停止
すると、常に断面が台形状で所定幅、高さ寸法のビーム
9が再現性よく安定的に得られる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、マイクロマシニ
ング技術に係り、例えばシリコン基板にエッチング形成
する静電容量型3軸加速度センサの可動電極を支持する
ビーム等を、その断面形状や断面積を変化させることな
く、再現性よくかつすぐれた製造効率で成形できるエッ
チング方法に関する。
ング技術に係り、例えばシリコン基板にエッチング形成
する静電容量型3軸加速度センサの可動電極を支持する
ビーム等を、その断面形状や断面積を変化させることな
く、再現性よくかつすぐれた製造効率で成形できるエッ
チング方法に関する。
【0002】
【従来の技術】静電容量型加速度センサの構成として、
ガラスからなる固定基板とシリコンからなる可撓基板と
の各対向面に電極を着設して対向配置される静電容量素
子を複数対設け、該基板面に平行なXY平面を設定しこれ
と直交するZ軸のX,Y,Z軸3次元方向の加速度の変化を、
複数対の静電容量素子間の静電容量変化に基づき各X,Y,
Z軸方向成分の検出を行う構成が知られている。
ガラスからなる固定基板とシリコンからなる可撓基板と
の各対向面に電極を着設して対向配置される静電容量素
子を複数対設け、該基板面に平行なXY平面を設定しこれ
と直交するZ軸のX,Y,Z軸3次元方向の加速度の変化を、
複数対の静電容量素子間の静電容量変化に基づき各X,Y,
Z軸方向成分の検出を行う構成が知られている。
【0003】一般に、可動基板にエッチングにて溝部を形成
し、溝部に挟まれて形成されるビームによって可動側の
電極を支持する構成を採用している。例えば、図2Aに示
す構成は、可動基板1の中央に略四角形状に形成される
可動電極部2を、各辺方向の4か所のビーム3にて支持
し、この4か所のビーム3にて基板1の熱膨張を回転によ
って逃げる機能を付与している。
し、溝部に挟まれて形成されるビームによって可動側の
電極を支持する構成を採用している。例えば、図2Aに示
す構成は、可動基板1の中央に略四角形状に形成される
可動電極部2を、各辺方向の4か所のビーム3にて支持
し、この4か所のビーム3にて基板1の熱膨張を回転によ
って逃げる機能を付与している。
【0004】また、円形に形成される可動電極部を円中心か
ら放射方向に形成されるビームにて支持する構成からな
る静電容量型加速度センサ等も提案(特開平5-188079等)
されている。
ら放射方向に形成されるビームにて支持する構成からな
る静電容量型加速度センサ等も提案(特開平5-188079等)
されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図2Aに示すビームの構
成において、その断面形状は図2Bに示すように、可動電
極部を支持しかつ可動性を向上させるために必要最小限
の断面積を有する、所要断面形状のビームを形成するこ
とが望ましい。
成において、その断面形状は図2Bに示すように、可動電
極部を支持しかつ可動性を向上させるために必要最小限
の断面積を有する、所要断面形状のビームを形成するこ
とが望ましい。
【0006】かかる微小寸法のビームを形成するには、シリ
コン基板に所要パターンでマスキングを行い、これに所
要のエッチングにて不要部を除去して形成する方法が採
用されている。しかし、エッチング液の性状変化や温
度、時間などエッチング条件の僅かな変動によって、形
成されるビームの断面形状が種々変化することが避けら
れず、所定断面形状のビームを形成することが困難な問
題があった。
コン基板に所要パターンでマスキングを行い、これに所
要のエッチングにて不要部を除去して形成する方法が採
用されている。しかし、エッチング液の性状変化や温
度、時間などエッチング条件の僅かな変動によって、形
成されるビームの断面形状が種々変化することが避けら
れず、所定断面形状のビームを形成することが困難な問
題があった。
【0007】この発明は、シリコン等の基板に、静電容量型
3軸加速度センサの可動電極を支持するビームの如き微
細寸法、形状の微細構成部を形成するのに、得られる構
成部の断面形状や断面積を変化させることなく、再現性
よくかつすぐれた製造効率で成形できるエッチング方法
の提供を目的としている。
3軸加速度センサの可動電極を支持するビームの如き微
細寸法、形状の微細構成部を形成するのに、得られる構
成部の断面形状や断面積を変化させることなく、再現性
よくかつすぐれた製造効率で成形できるエッチング方法
の提供を目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】発明者は、前記ビームの
断面形状を変化させることがなく、効率よくエッチング
できる方法について、種々検討した結果、線条のビーム
の幅を規定する溝を形成する際に、溝自体の幅と深さが
一定となる異方性エッチング方法を採用することに着目
し、基板の結晶方位に応じて一定傾斜角度でエッチング
が進行することを利用して基板表側から異方性エッチン
グにて所要深さのV字型溝を形成し、その後基板裏面側
から別のエッチング工程にてエッチングし、V字型溝底
が貫通した時点でエッチングを停止すると、常に断面が
台形状で所定幅、高さ寸法のビームが得られることを知
見し、この発明を完成した。
断面形状を変化させることがなく、効率よくエッチング
できる方法について、種々検討した結果、線条のビーム
の幅を規定する溝を形成する際に、溝自体の幅と深さが
一定となる異方性エッチング方法を採用することに着目
し、基板の結晶方位に応じて一定傾斜角度でエッチング
が進行することを利用して基板表側から異方性エッチン
グにて所要深さのV字型溝を形成し、その後基板裏面側
から別のエッチング工程にてエッチングし、V字型溝底
が貫通した時点でエッチングを停止すると、常に断面が
台形状で所定幅、高さ寸法のビームが得られることを知
見し、この発明を完成した。
【0009】すなわち、この発明は、基板に残存させる部分
の周囲に一方主面側から異方性エッチング方法にてV字
型溝を形成する異方性エッチング工程、基板の他方主面
側からエッチングを行って前記V字型溝に貫通した時点
で当該エッチングを停止して前記残存部を形成するエッ
チング工程とからなるエッチング方法である。
の周囲に一方主面側から異方性エッチング方法にてV字
型溝を形成する異方性エッチング工程、基板の他方主面
側からエッチングを行って前記V字型溝に貫通した時点
で当該エッチングを停止して前記残存部を形成するエッ
チング工程とからなるエッチング方法である。
【0010】
【発明の実施の形態】この発明によるエッチング方法を
図面に基づいて説明する。ここでは、可動基板として結
晶方位が＜100＞面を有するシリコン基板を用いた例を
説明する。図2Aに示すごとき線条のビームを形成するた
め、公知の方法にて図1Aに示すように、基板1表面に残
存部となるべき位置に所要のマスキング材4を成膜し、
エッチングすべき箇所の基板1表面を露出させる。
図面に基づいて説明する。ここでは、可動基板として結
晶方位が＜100＞面を有するシリコン基板を用いた例を
説明する。図2Aに示すごとき線条のビームを形成するた
め、公知の方法にて図1Aに示すように、基板1表面に残
存部となるべき位置に所要のマスキング材4を成膜し、
エッチングすべき箇所の基板1表面を露出させる。
【0011】この基板1表面に異方性エッチングを施すが、
エッチングされる面は＜100＞面であるため、この場
合、表面に対して54.7°の傾斜角度でエッチングが進行
する。図1Aに示すように露出面の幅wを所定値に設定し
ておくと、異方性エッチングにより幅wに規定された所
定深さ寸法のV字型溝5が形成される。また、V字型溝5が
形成されてからのエッチング時間が長くとも、この異方
性エッチングの結晶方位選択性によって、溝の形状変化
がほとんどないため、再現性よく所定の寸法が得られ
る。
エッチングされる面は＜100＞面であるため、この場
合、表面に対して54.7°の傾斜角度でエッチングが進行
する。図1Aに示すように露出面の幅wを所定値に設定し
ておくと、異方性エッチングにより幅wに規定された所
定深さ寸法のV字型溝5が形成される。また、V字型溝5が
形成されてからのエッチング時間が長くとも、この異方
性エッチングの結晶方位選択性によって、溝の形状変化
がほとんどないため、再現性よく所定の寸法が得られ
る。
【0012】図1Bに示すように、基板1裏面には、上記2条の
V字型溝5の裏面側に切除予定部7が設定され、切除予定
部7の基板面が露出するように、残存部となるべき位置
に所要のマスキング材6を成膜してある。
V字型溝5の裏面側に切除予定部7が設定され、切除予定
部7の基板面が露出するように、残存部となるべき位置
に所要のマスキング材6を成膜してある。
【0013】次に、基板1裏面に等方性エッチングを施すこ
とにより、露出する裏面から同等深さでエッチングされ
て、平底溝8がエッチング時間とともに順次深さを増し
てゆく。ここで、平底溝8の平底がV字型溝5の底部に貫
通するまでエッチングを施し、貫通時点でエッチングを
停止する。
とにより、露出する裏面から同等深さでエッチングされ
て、平底溝8がエッチング時間とともに順次深さを増し
てゆく。ここで、平底溝8の平底がV字型溝5の底部に貫
通するまでエッチングを施し、貫通時点でエッチングを
停止する。
【0014】その後、マスキング材4,6を除去すると、図1C
に示すように、基板1表面側の露出幅寸法と基板1裏面側
の平底溝8底側の幅寸法、並びに基板1厚み方向の高さ寸
法がそれぞれ所定の値となった、断面が台形状のビーム
9を得ることができる。
に示すように、基板1表面側の露出幅寸法と基板1裏面側
の平底溝8底側の幅寸法、並びに基板1厚み方向の高さ寸
法がそれぞれ所定の値となった、断面が台形状のビーム
9を得ることができる。
【0015】断面が台形状のビーム9は、上述のごとく、V字
型溝5間のマスキング材4幅で基板1表面側の露出幅寸法
が規制され、V字型溝5の深さは露出面の幅wで規制さ
れ、深さが一定のため一対のV字型溝5の底間隔も一定と
なり、平底溝8の平底の貫通時点で、平底溝8底側の幅と
高さ寸法も規制されることになる。よって、エッチング
条件のわずかな変動にもかかわらず、断面形状とその寸
法が一定した断面が台形状のビーム9を安定して形成す
ることが可能になる。
型溝5間のマスキング材4幅で基板1表面側の露出幅寸法
が規制され、V字型溝5の深さは露出面の幅wで規制さ
れ、深さが一定のため一対のV字型溝5の底間隔も一定と
なり、平底溝8の平底の貫通時点で、平底溝8底側の幅と
高さ寸法も規制されることになる。よって、エッチング
条件のわずかな変動にもかかわらず、断面形状とその寸
法が一定した断面が台形状のビーム9を安定して形成す
ることが可能になる。
【0016】この発明において、基板表面側に施す異方性エ
ッチング方法には、水酸化カリウム(KOH)などの公知の
アルカリ性溶液が採用できる。
ッチング方法には、水酸化カリウム(KOH)などの公知の
アルカリ性溶液が採用できる。
【0017】この発明において、基板裏面側に施すエッチン
グ方法には、上記の異方性エッチング方法と同方法、あ
るいはフッ酸系溶液を用いた公知の等方性エッチング方
法が採用できる。
グ方法には、上記の異方性エッチング方法と同方法、あ
るいはフッ酸系溶液を用いた公知の等方性エッチング方
法が採用できる。
【0018】
【実施例】図2Aに示す略四角形状に形成される可動電極
部2の各辺方向の4か所のビーム3にて支持する構成から
なる静電容量型加速度センサの可動側基板を作成するた
め、結晶方位が＜100＞面を有するシリコン基板を用
い、図1A,B,Cに示すエッチング方法を実施した。
部2の各辺方向の4か所のビーム3にて支持する構成から
なる静電容量型加速度センサの可動側基板を作成するた
め、結晶方位が＜100＞面を有するシリコン基板を用
い、図1A,B,Cに示すエッチング方法を実施した。
【0019】実施条件は次のとおりである。マスキング方法
には、SiN膜をマスク材として所定寸法をリソグラフィ
ーにて開口する方法を採用した。異方性エッチング方法
には、80℃に加熱した40wt%KOH溶液に所定時間浸漬する
方法を採用し、ここでは、V字型溝が形成されたことを
目視で確認した。
には、SiN膜をマスク材として所定寸法をリソグラフィ
ーにて開口する方法を採用した。異方性エッチング方法
には、80℃に加熱した40wt%KOH溶液に所定時間浸漬する
方法を採用し、ここでは、V字型溝が形成されたことを
目視で確認した。
【0020】V字型溝を形成後にマスク材を除去し、再度基
板両面にSiN膜を設けた。裏面側のみにリソグラフィー
にて所定寸法の開口部を設け、40wt%KOH溶液による異方
性エッチングを行った。光の透過によりV字型溝の貫通
を確認して、溶液より引き上げてエッチングを完了し
た。
板両面にSiN膜を設けた。裏面側のみにリソグラフィー
にて所定寸法の開口部を設け、40wt%KOH溶液による異方
性エッチングを行った。光の透過によりV字型溝の貫通
を確認して、溶液より引き上げてエッチングを完了し
た。
【0021】この発明によるエッチング方法にて形成された
ビーム断面形状は、ここでは寸法が、上部幅60μm、下
部幅130μm、厚さ50μmであった。100回のエッチングに
おける寸法誤差は、各部共に±2μm以下であった。これ
に対して、従来のエッチング方法にて形成されたビーム
の場合は、厚さのばらつきが±6μmであった。
ビーム断面形状は、ここでは寸法が、上部幅60μm、下
部幅130μm、厚さ50μmであった。100回のエッチングに
おける寸法誤差は、各部共に±2μm以下であった。これ
に対して、従来のエッチング方法にて形成されたビーム
の場合は、厚さのばらつきが±6μmであった。
【0022】
【発明の効果】この発明によるエッチング方法は、異方
性エッチングの特性を有効利用して、再現性よくV字型
溝を形成し、また、このV字型溝の寸法精度を利用して
ビーム部の断面形状精度を向上させているため、当該ビ
ーム等の微細形状の構造物を、その断面形状や断面積を
変化させることなく、再現性よくかつすぐれた製造効率
で成形できる。
性エッチングの特性を有効利用して、再現性よくV字型
溝を形成し、また、このV字型溝の寸法精度を利用して
ビーム部の断面形状精度を向上させているため、当該ビ
ーム等の微細形状の構造物を、その断面形状や断面積を
変化させることなく、再現性よくかつすぐれた製造効率
で成形できる。
【図1】A,B,Cはこの発明によるエッチング方法の工程を
示す、基板断面説明図である。
示す、基板断面説明図である。
【図2】Aは静電容量型加速度センサの可動側基板の一構
成例を示す平面説明図であり、Bはビーム部の断面形状
を示す説明図である。
成例を示す平面説明図であり、Bはビーム部の断面形状
を示す説明図である。
1 可動基板1 2 可動電極部 3,9 ビーム 4,6 マスキング材 5 V字型溝 7 切除予定部 8 平底溝
Claims (2)
- 【請求項1】 基板に残存させる部分の周囲に一方主面
側から異方性エッチング方法にて所要深さのV字型溝を
形成する異方性エッチング工程、基板の他方主面側から
エッチングを行って前記V字型溝に貫通した時点で当該
エッチングを停止して前記残存部を形成するエッチング
工程とからなるエッチング方法。 - 【請求項2】 V字型溝の深さを所定値とするため、エッ
チング予定の溝幅値を予め設定しておく請求項1に記載
のエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000106188A JP2001291705A (ja) | 2000-04-07 | 2000-04-07 | エッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000106188A JP2001291705A (ja) | 2000-04-07 | 2000-04-07 | エッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001291705A true JP2001291705A (ja) | 2001-10-19 |
Family
ID=18619406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000106188A Pending JP2001291705A (ja) | 2000-04-07 | 2000-04-07 | エッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001291705A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020004819A (ja) * | 2018-06-27 | 2020-01-09 | 日産自動車株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
-
2000
- 2000-04-07 JP JP2000106188A patent/JP2001291705A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020004819A (ja) * | 2018-06-27 | 2020-01-09 | 日産自動車株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP7112898B2 (ja) | 2018-06-27 | 2022-08-04 | 日産自動車株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
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|
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| A977 | Report on retrieval |
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|
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|
| A02 | Decision of refusal |
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