JP2002355800A - 粘着防止微細構造物の製造方法 - Google Patents

粘着防止微細構造物の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 粘着防止微細構造物の製造方法を提供する。 【解決手段】 基板から浮上する微細構造物を製造する
ために犠牲層１０３を利用するマイクロマシニング工程
において、上記犠牲層の積層前後に乾式エッチングによ
り除去可能な粘着防止膜１０１を積層する段階を含む微
細構造物の製造方法が提供される。これにより、湿式エ
ッチングで犠牲層を除去する時に発生する粘着現象を防
止できる。さらに、乾式エッチングにより粘着防止膜を
除去し、犠牲層除去時には安価の湿式エッチング工程を
そのまま利用できるので低廉に微細構造物を製造できる
効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は超小型精密機械(Mic
ro Electro Mechanical System: MEMS)の構造物の製造
方法に係り、特に微細構造物のリリースのためのエッチ
ング処理後に基板または隣接構造物に対する微細構造物
の粘着を防止するための製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１に示したように、微細構造物といわ
れるMEMS構造物は基板１００からその構造物１０６の一
部をリリースさせるための湿式エッチング段階により製
造される。この湿式エッチングにより微細構造物１０６
のリリースされた部位１０４と基板１００との間には空
間または間隔１１０を有する"浮上"した微細構造物１０
６と基板１００に付着された少なくとも一つ以上のポス
ト１０２が生成される。
【０００３】上記リリースされた部位１０４を有する浮
上した微細構造物１０６は基板１００の表面に対して実
質的に平行になるように浮上する上部及び下部表面を有
する梁または板の形よりなる。このように浮上した微細
構造物１０６を有する装置としては加速度計、圧力セン
サー、流動センサー、トランスデューサ及びマイクロア
クチュエータなどがある。
【０００４】本発明の微細構造物はフォトリソグラフィ
ー、薄膜蒸着、バルクマイクロマシニング、表面マイク
ロマシニング及びエッチングなどを含むMEMS製造技術に
より製造される前述した装置を通称する。一方、リリー
スエッチング方法には基板内に空洞を生成する方法(こ
れを"バルクマイクロマシニング"という)及び基板と微
細構造物との中間部位の犠牲層を除去する方法(これを"
表面マイクロマシニング"という)がある。これら２つの
マイクロマシニング工程において微細構造物のリリース
された部位１０４は図１の部位１０８のようにエッチン
グ後洗浄及び乾燥段階で基板または隣接構造物に永久的
に粘着される場合がたびたび発生する。
【０００５】これをより詳細に説明すれば、微細構造物
のリリースされた部位１０４を生成するための表面マイ
クロマシニング技術の場合において、犠牲層は通常湿式
エッチング工程により除去される。この時、基板は微細
構造物となる物質には影響を及ぼさずに犠牲層だけを分
解する化学エッチング溶液に露出される。そして、基板
は洗浄溶液で洗浄される。このような洗浄溶液が除去さ
れる時、溶液の表面張力が浮上した微細構造物のリリー
ス部位１０４に作用することによって、微細構造物のリ
リース部位が図１の"１０８"のように沈没してその下部
表面が基板あるいはそれに隣接した他の構造物にくっつ
くようになる。このような現象を"粘着"という。
【０００６】このような粘着現象はセンサーの感度を低
下させる。さらに、粘着現象が激しい場合には素子製造
が失敗して結局マイクロマシニング工程の収率を減少さ
せる要因となる。粘着を除去するための多様な技術が知
られている。そのうち一つは微細構造物のリリース部位
と基板との接触面積を最小化する方法である。もう一つ
は、微細構造物のリリース部位と基板との間の表面張力
の要因となるエッチング洗浄溶液を凝固させた後昇華さ
せる方法である。これと類似するが、G.T.Mulhern et a
l.,Proc.Int.Conf.Solid State Sensors & Actuators(T
ransducers'９３),Yokohama,１９９３(IEEJ,Tokyo,１９
９３)p.２９６に開示されたように、圧力及び温度制御
されるチャンバを利用して洗浄溶液を超臨界状態として
昇華させる方法がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】粘着現象を防止するた
めの前述した方法は収率が低下し、製造段階が追加さ
れ、高コストの装備が要求される問題があった。また、
表面張力による上記粘着問題は乾式エッチングにより基
本的に除去できるが、乾式エッチング工程は多結晶シリ
コンなどの浮上した微細構造物の物質を損傷する可能性
があり、さらに表面張力以外の弾性力により発生する粘
着は除去できないために実用的でない。
【０００８】したがって、本発明の目的は微細構造物の
製造時に微細構造物が変形して基板にくっつく粘着現象
を簡単に防止するための微細構造物の製造方法を提供す
ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明によれば、基板から浮上する微細構造物を製造
するために犠牲層を利用する微細構造物の製造方法にお
いて、上記犠牲層の積層前後に乾式エッチングにより除
去可能な粘着防止膜を積層する段階を含む微細構造物の
製造方法が提供される。
【００１０】本発明によれば、基板上に乾式エッチング
により除去可能な重合体または多結晶シリコンのうちい
ずれか一つよりなる粘着防止膜を形成する。しかし、こ
れに限らず、上記粘着防止膜は犠牲層を積層した後に形
成してもよい。基板に粘着防止膜を犠牲層の積層前に形
成する場合、粘着防止膜上に犠牲層及び微細構造物を順
に形成する。上記犠牲層を湿式エッチングで除去する。
この場合、粘着防止膜は乾式エッチングで除去され、微
細構造物が粘着なしに提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して本
発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。図２
Ａないし図２Ｅは、本発明の一実施例に係る粘着防止微
細構造物の製造方法を順に示すものである。
【００１２】まず、図２Ａのように、例えばシリコンな
どの物質で構成された所定形の基板１００が用意され
る。次いで、基板１００に重合体または多結晶シリコン
などの乾式エッチング可能な物質で約３(m程度の粘着防
止膜を蒸着する。例えば、粘着防止膜としてＳＯＰ（Ｓ
ｐｉｎ Ｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ）、ＳＯＧ（ＳｐｉｎＯ
ｎ Ｇｌａｓｓ）、フォトレジスト、Ｍｅｔｈｙｓｉｌ
ｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ（ＭｅＳｉＯ16）などを用いて
製造することが望ましい。本発明の実施例では乾式エッ
チング可能な物質としてフォトレジスト１０１を使用し
た。
【００１３】次いで、図２Ｂのようにフォトレジスト１
０１上に犠牲層１０３としてPSG(Phosphosilicaglas
s)、酸化ケイ素、低温酸化物、銅、鉄、モリブデン、ニ
ッケル、クロム、またはテトラエチルオルトシリケート
ガラスなどを蒸着する。基板１００に積層されたフォト
レジスト１０１及び犠牲層１０３に対して、図２Ｃのよ
うにアルミニウムをマスク１０５としてポスト用ホール
１０７を形成する。
【００１４】そして、図２Ｄのように、マスク１０５を
除去した図２Ｃの結果物の全面に微細構造物となる例え
ばポリシリコンを蒸着する。図２Ｅのように浮上した微
細構造物１０９のリリース部位を形成するために犠牲層
１０３をHFのようなエッチング溶液で除去する。このよ
うな状況で基板１００上に蒸着されたフォトレジスト１
０１を等方性乾式エッチングで除去すれば基板に対して
粘着のないリリース部位を有する浮上した微細構造物を
製造できる。
【００１５】以上、本発明の望ましい実施形態について
説明したが、特許請求の範囲により定義される本発明の
範囲を離脱せずに多様な修正及び変形が可能である。例
えば、粘着現象は微細構造物に対して基板または任意の
隣接した他の構造物の間で発生するが、本発明の実施例
では微細構造物と基板上で発生する粘着現象に限って説
明した。この技術分野の通常の知識を有する者であれ
ば、本発明は微細構造物と基板でない隣接した他の微細
構造物との間で発生しうる粘着現象に対しでも適用可能
であることを理解できる。
【００１６】また、本発明の実施例では基板上に粘着防
止膜を蒸着し、この粘着防止膜上に犠牲層を蒸着する方
法が開示されているが、基板上に犠牲層を蒸着し、上記
犠牲層上に粘着防止膜を蒸着してリリースされた浮上微
細構造物を製造することもできる。
【００１７】
【発明の効果】前記のように本発明によれば、湿式エッ
チングで犠牲層を除去する時に発生する粘着現象を防止
できる。さらに、乾式エッチングにより粘着防止膜を除
去し、犠牲層除去時には安価な湿式エッチング工程をそ
のまま利用できるので低廉に微細構造物を製造できる効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】微細構造物の粘着現象を示す図。
【図２Ａ】基板に粘着防止層であるフォトレジストが蒸
着された状態を示す図。
【図２Ｂ】基板にフォトレジスト及び犠牲層が積層され
た状態を示す図。
【図２Ｃ】アルミニウムをマスクとしてポスト用ホール
が形成された状態を示す図。
【図２Ｄ】マスクを除去した結果物の全面にポリシリコ
ンが蒸着された状態を示す図。
【図２Ｅ】エッチングにより犠牲層及びフォトレジスト
を除去して得られた微細構造物を示す図。
【符号の説明】
１００：基板 １０１：フォトレジスト １０３：犠牲層 １０９：微細構造物

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基板から浮上する微細構造物を製造するた
    めに犠牲層を利用する微細構造物の製造方法であって、 上記犠牲層の積層前後に乾式エッチングにより除去可能
    な粘着防止膜を積層する段階を含むことを特徴とする微
    細構造物の製造方法。
  2. 【請求項２】上記粘着防止膜は重合体または多結晶シリ
    コンのうちいずれか一つよりなることを特徴とする請求
    項１に記載の微細構造物の製造方法。
  3. 【請求項３】上記粘着防止膜はフォトレジスト膜である
    ことを特徴とする請求項１に記載の微細構造物の製造方
    法。
  4. 【請求項４】上記犠牲層はPSG(Phosphosilicaglass)、
    酸化ケイ素、低温酸化物、銅、鉄、モリブデン、ニッケ
    ル、クロム、またはテトラエチルオルトシリケートガラ
    スであることを特徴とする請求項１に記載の微細構造物
    の製造方法。
  5. 【請求項５】基板を提供する段階と、 上記基板上に乾式エッチングにより除去可能な粘着防止
    膜を提供する段階と、 上記粘着防止膜上に湿式エッチングにより除去可能な犠
    牲層を提供する段階と、 上記基板表面の一部が露出されるように上記粘着防止膜
    及び上記犠牲層の一部を除去してポストを形成する段階
    と、 前記基板と、前記粘着防止膜と、前記犠牲層と、前記ポ
    ストとを有する結果物の全面に少なくとも一つの微細構
    造物を生成するための少なくとも一つの構造層を形成す
    る段階と、を含むことを特徴とする微細構造物の製造方
    法。
  6. 【請求項６】上記粘着防止膜は重合体または多結晶シリ
    コンのうちいずれか一つよりなることを特徴とする請求
    項５に記載の微細構造物の製造方法。
  7. 【請求項７】上記粘着防止膜はフォトレジスト膜である
    ことを特徴とする請求項５に記載の微細構造物の製造方
    法。
  8. 【請求項８】上記犠牲層はPSG、酸化ケイ素、低温酸化
    物、銅、鉄、モリブデン、ニッケル、クロム、またはテ
    トラエチルオルトシリケートガラスであることを特徴と
    する請求項５に記載の微細構造物の製造方法。
  9. 【請求項９】基板を提供する段階と、 上記基板上に粘着防止膜を提供する段階と、 上記粘着防止膜上に犠牲層を提供する段階と、 上記犠牲層上に少なくとも一つの微細構造物を形成する
    ための少なくとも一つの構造物層を提供する段階と、 上記少なくとも一つの微細構造物をリリースさせるため
    に第１エッチングにより上記犠牲層を除去し、上記粘着
    防止膜を第２エッチングにより除去する段階と、を含む
    ことを特徴とする微細構造物の製造方法。
  10. 【請求項１０】上記粘着防止膜は重合体または多結晶シ
    リコンのうちいずれか一つよりなることを特徴とする請
    求項９に記載の微細構造物の製造方法。
  11. 【請求項１１】上記粘着防止膜はフォトレジスト膜であ
    ることを特徴とする請求項９に記載の微細構造物の製造
    方法。
  12. 【請求項１２】上記犠牲層はPSG、酸化ケイ素、低温酸
    化物、銅、鉄、モリブデン、ニッケル、クロム、または
    テトラエチルオルトシリケートガラスよりなることを特
    徴とする請求項９に記載の微細構造物の製造方法。
  13. 【請求項１３】上記第１エッチングは湿式であることを
    特徴とする請求項９に記載の微細構造物の製造方法。
  14. 【請求項１４】上記第２エッチングは乾式であることを
    特徴とする請求項９に記載の微細構造物の製造方法。
  15. 【請求項１５】基板を提供する段階と、 上記基板上に犠牲層を提供する段階と、 上記犠牲層上に粘着防止膜を提供する段階と、 上記粘着防止膜上に少なくとも一つの微細構造物を形成
    するための少なくとも一つの構造物層を提供し、上記少
    なくとも一つの構造物層をリリースさせるために湿式エ
    ッチングにより上記犠牲層を除去し、上記粘着防止膜を
    乾式エッチングにより除去する段階と、を含むことを特
    徴とする微細構造物の製造方法。
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