JP2005157344A - Dry etching method and diffraction type optical component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はドライエッチング方法と回折型光学部品(Diffractive Optical Element:DOE)に関し、特にエッチングレートを安定させたドライエッチング方法とその方法を用いて製造されるDOEに関する。 The present invention relates to a dry etching method and a diffractive optical element (DOE), and more particularly, to a dry etching method with a stable etching rate and a DOE manufactured using the method.
近年、携帯電話やパソコン等に用いられる電子部品およびデバイスの小型化が進み、それらに対して、ますます微細で高速穴明けが要求されている。DOEは、この要求を満足させるキーデバイスである。DOEは、従来の屈折・反射を利用する光学部品とは異なり、光の回折現象を利用し、位相を直接制御することによって、例えば、多点分光機能等の幅広い応用分野が期待できる光学部品となる。DOEの利用例としては、レーザ用光学部品としての利用例がある。これは、1本の加工用レーザビームをDOEに照射し、このレーザビームを多点に分岐して複数個の穴を同時にあけることで、微細な穴明けの高速性を実現するものである。 In recent years, electronic components and devices used in mobile phones, personal computers, and the like have been miniaturized, and increasingly finer and faster drilling is required. The DOE is a key device that satisfies this requirement. Unlike conventional optical components that use refraction and reflection, DOE is an optical component that can be expected to have a wide range of application fields, such as multipoint spectroscopic functions, by using the light diffraction phenomenon and directly controlling the phase. Become. As an application example of DOE, there is an application example as a laser optical component. This is to realize high speed of fine drilling by irradiating a DOE with one processing laser beam, branching the laser beam into multiple points, and simultaneously opening a plurality of holes.
DOEの製造には、高精度で微細な穴明けをすることができるドライエッチング方法が用いられている。図4に、従来のドライエッチング方法に用いられているドライエッチング装置の一例の模式図を示す。なお、本願の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。このドライエッチング装置は、RF電源1a、1bと、ICPコイル2と、チャンバ3と、導電性のSiウエハからなる導電体6と、Heガス等によって冷却された電極7と、ブロッキングコンデンサ8とを含む。そして、DOEの原材料となる絶縁性基板4が真空グリス5を用いて導電体6に貼り付けられて、導電体6と冷却された電極7とが電気的に密着された状態でチャンバ3内に設置される。
In the manufacture of DOE, a dry etching method capable of making a fine hole with high accuracy is used. FIG. 4 shows a schematic diagram of an example of a dry etching apparatus used in a conventional dry etching method. In the drawings of the present application, the same reference numerals denote the same or corresponding parts. This dry etching apparatus includes an RF power source 1a, 1b, an
このチャンバ3内にガスが供給され、RF電源1a、1bによって高周波電力を印加して発生したプラズマ9中の正イオンが、絶縁性基板4の上方に発生したシース領域10における強電界によって絶縁性基板4の表面に衝突して、絶縁性基板4のドライエッチングが行われる。
Gas is supplied into the
ドライエッチングにおいては、絶縁性基板への正イオンの衝突や化学反応によって絶縁性基板の温度が上昇する。したがって、絶縁性基板のマスクとしてフォトレジストを用いた場合には絶縁性基板の温度の上昇によりフォトレジストが焼き付けを起こしてフォトレジストの除去が不可能となり、また、絶縁性基板の破損や表面荒れが生じることとなる。そこで、図4に示すように絶縁性基板4を真空グリス5を用いて導電体6に貼り付け、この導電体6を冷却された電極7に静電吸着等によって電気的に密着させることで導電体6を介して絶縁性基板4の全体を均一に冷却し、絶縁性基板4の温度の上昇を抑制している。
In dry etching, the temperature of the insulating substrate rises due to collisions of positive ions with the insulating substrate and chemical reactions. Therefore, when a photoresist is used as a mask for the insulating substrate, the photoresist is baked due to a rise in temperature of the insulating substrate, making it impossible to remove the photoresist. Will occur. Therefore, as shown in FIG. 4, the
しかしながら、この従来のドライエッチング方法においては、エッチングレートが安定しないという問題があった。また、複数枚の絶縁性基板を同時にドライエッチングすることが効率の観点から好ましいが、絶縁性基板間のエッチングレートにばらつきが生じ、絶縁性基板のエッチング深さにもばらつきが生じるという問題があった。
本発明者が図4に示すドライエッチング装置を用いて真空グリスの厚みとシース電圧との関係を調べたところ、図1に示すように、真空グリスの厚みの増加に伴ってシース電圧が低下することが判明した。したがって、エッチングレートを安定させるためには、DOEの製造ごとに、絶縁性基板と導電体の間に設置された真空グリスの厚みを精密に揃える必要があった。また、複数枚の絶縁性基板を同時にドライエッチングする場合には、絶縁性基板と導電体との間に設置される真空グリスの厚みを絶縁性基板間で差が出ないように精密に揃える必要があった。なお、図1において、横軸は真空グリスの厚みを示し、縦軸はチャンバ内に投入された電圧に対するシース電圧の割合を示している。また、ここでは真空グリスの厚みの増加に伴なう容量の変化をブロッキングコンデンサが補償し、系全体の容量が一定に保持されるものとしている。 When the inventor examined the relationship between the thickness of the vacuum grease and the sheath voltage using the dry etching apparatus shown in FIG. 4, as shown in FIG. 1, the sheath voltage decreases as the thickness of the vacuum grease increases. It has been found. Therefore, in order to stabilize the etching rate, it is necessary to precisely align the thickness of the vacuum grease installed between the insulating substrate and the conductor every time the DOE is manufactured. Also, when dry etching multiple insulating substrates at the same time, the thickness of the vacuum grease installed between the insulating substrate and the conductor must be precisely aligned so that there is no difference between the insulating substrates. was there. In FIG. 1, the horizontal axis indicates the thickness of the vacuum grease, and the vertical axis indicates the ratio of the sheath voltage to the voltage input into the chamber. Here, it is assumed that the capacity change accompanying the increase in the thickness of the vacuum grease is compensated by the blocking capacitor so that the capacity of the entire system is kept constant.
また、クランプによって、絶縁性基板を冷却した電極に押さえつけて絶縁性基板の温度の上昇を抑制する方法も考えられる。しかしながら、この方法においては、絶縁性基板の変形や絶縁性基板に傷が生じ、また、ドライエッチング装置の構成が複雑になるという問題があった。 In addition, a method of suppressing an increase in temperature of the insulating substrate by pressing the insulating substrate against the cooled electrode with a clamp is also conceivable. However, this method has a problem that the insulating substrate is deformed, the insulating substrate is damaged, and the configuration of the dry etching apparatus is complicated.
本発明の目的は、エッチングレートを安定させたドライエッチング方法と、このドライエッチング方法を用いて製造されるDOEを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a dry etching method with a stable etching rate and a DOE manufactured using the dry etching method.
本発明は、絶縁性基板が貼り付けられた導電体を電極と電気的に密着させてドライエッチングを行なうドライエッチング方法であって、絶縁性基板と導電体とが導電グリスによって貼り付けられているドライエッチング方法である。 The present invention relates to a dry etching method for performing dry etching by electrically contacting a conductor with an insulating substrate attached thereto with an electrode, and the insulating substrate and the conductor are attached with conductive grease. This is a dry etching method.
ここで、本発明のドライエッチング方法は、ICPプラズマ、CCPプラズマ、ECRプラズマおよびNLDプラズマの群から選択された少なくとも1つを用いて行なわれることが好ましい。 Here, the dry etching method of the present invention is preferably performed using at least one selected from the group of ICP plasma, CCP plasma, ECR plasma, and NLD plasma.
また、本発明のドライエッチング方法において、絶縁性基板はZnSe多結晶からなることが好ましい。 In the dry etching method of the present invention, the insulating substrate is preferably made of ZnSe polycrystal.
また、本発明のドライエッチング方法において、絶縁性基板はSiO2からなることが好ましい。 Further, in the dry etching method of the present invention, the insulating substrate is preferably made of SiO 2.
また、本発明のドライエッチング方法においては、絶縁性基板の表面にフォトレジストが形成されていることが好ましい。 In the dry etching method of the present invention, it is preferable that a photoresist is formed on the surface of the insulating substrate.
また、本発明のドライエッチング方法においては、複数枚の絶縁性基板を同時にドライエッチングすることもできる。 In the dry etching method of the present invention, a plurality of insulating substrates can be simultaneously dry etched.
さらに、本発明は、上記のドライエッチング方法を用いて製造されたDOEである。 Furthermore, this invention is DOE manufactured using said dry etching method.
本発明のドライエッチング方法によればエッチングレートを安定させることができるので、本発明のドライエッチング方法を用いることによって、ドライエッチング時間を管理すること等により、高品質のDOEを再現性良く製造することができるようになる。また、本発明のドライエッチング方法によれば、複数枚の絶縁性基板を同時にドライエッチングする場合でも、絶縁性基板間のエッチングレートのばらつきを抑制することができるため、絶縁性基板間のエッチング深さのばらつきも抑制することができる。 Since the etching rate can be stabilized according to the dry etching method of the present invention, a high quality DOE is manufactured with good reproducibility by using the dry etching method of the present invention and managing the dry etching time. Will be able to. In addition, according to the dry etching method of the present invention, even when a plurality of insulating substrates are simultaneously dry etched, variation in etching rate between insulating substrates can be suppressed. Variation in thickness can also be suppressed.
本発明は、絶縁性基板が貼り付けられた導電体を電極と電気的に密着させてドライエッチングを行なうドライエッチング方法であって、絶縁性基板と導電体とが導電グリスによって貼り付けられているドライエッチング方法である。 The present invention relates to a dry etching method for performing dry etching by electrically contacting a conductor with an insulating substrate attached thereto with an electrode, and the insulating substrate and the conductor are attached with conductive grease. This is a dry etching method.
本発明者は、エッチングレートの安定性に影響を与えるシース領域に発生するシース電圧が、絶縁性基板と導電体の間の真空グリスの厚みによって変動することに着目した。 The inventor has focused on the fact that the sheath voltage generated in the sheath region that affects the stability of the etching rate varies depending on the thickness of the vacuum grease between the insulating substrate and the conductor.
すなわち、本発明者は、図2の模式図に示すように、真空グリスの代わりに導電グリス50を用いることによって導電グリス50にかかる電圧を実質的になくす程度にまで小さくし、導電グリス50の厚みが変動した場合でもシース電圧が変動しないようにして、絶縁性基板4のエッチングレートの安定性を向上させることに成功した。
That is, as shown in the schematic diagram of FIG. 2, the present inventor reduces the voltage applied to the
ここで、導電グリスとは、静電場を加えたときに直流電流を生じる糊状の物質のことである。また、エッチングレートの安定性を向上させる観点からは、導電グリスの抵抗率は100Ω・cm以下であることが好ましく、50Ω・cm以下であることがさらに好ましい。また、絶縁性基板とは、静電場を加えたときに誘電分極を生じるが直流電流を生じない基板のことをいう。 Here, the conductive grease is a paste-like substance that generates a direct current when an electrostatic field is applied. From the viewpoint of improving the stability of the etching rate, the resistivity of the conductive grease is preferably 100 Ω · cm or less, and more preferably 50 Ω · cm or less. An insulating substrate refers to a substrate that generates dielectric polarization when an electrostatic field is applied but does not generate a direct current.
また、本発明のドライエッチング方法は、ICPプラズマ、CCPプラズマ、ECRプラズマおよびNLDプラズマの群から選択された少なくとも1つを用いて行なわれることが好ましい。この場合には、微細で異方性の高いドライエッチングが可能となるため、より高品質のDOEを製造することができる傾向にある。ここで、ICPプラズマは誘導結合型プラズマのことであって、ICPコイルに高周波電力を印加することによって生成したプラズマのことである。また、CCPプラズマは容量結合型プラズマのことであって、電極上の電荷がつくる静電場によって生成したプラズマのことである。ECRプラズマは電子サイクトロン共鳴プラズマのことであって、磁場の中でサイクトロン運動をしている電子と正イオンに交流電場を加えることによって生成したプラズマのことである。NLDプラズマは磁気中性線放電プラズマのことであって、磁界が0となる磁気中性点のループを形成し、このループに沿って生成したプラズマのことである。 The dry etching method of the present invention is preferably performed using at least one selected from the group of ICP plasma, CCP plasma, ECR plasma, and NLD plasma. In this case, since fine and highly anisotropic dry etching is possible, a higher quality DOE tends to be manufactured. Here, the ICP plasma is an inductively coupled plasma, and is a plasma generated by applying high frequency power to the ICP coil. The CCP plasma is a capacitively coupled plasma, which is a plasma generated by an electrostatic field generated by charges on the electrodes. The ECR plasma is an electron cyclotron resonance plasma, which is a plasma generated by applying an alternating electric field to electrons and positive ions that are in cyclotron motion in a magnetic field. The NLD plasma is a magnetic neutral line discharge plasma, which is a plasma generated along a loop of a magnetic neutral point where the magnetic field becomes zero.
ここで、本発明のドライエッチング方法のメカニズムの一例について説明する。まず、チャンバ内の電極上の導電体上に導電グリスを介して絶縁性基板が設置される。次いで、このチャンバ内にエッチングガスを導入し、チャンバ内に高周波電力を印加してエッチングガスのプラズマを発生させ、活性種および正イオン等を生成する。この際、絶縁性基板の上方に強電界のシース領域が形成される。そして、活性種は絶縁性基板と化学反応して二次生成物を生成し、その二次生成物がシース領域の電界で加速された正イオンによりスパッタされて絶縁性基板のエッチングが進行する。したがって、たとえば複数枚の絶縁性基板を同時にドライエッチングする場合に、各絶縁性基板の下方にある導電グリスの厚みが異なってもシース電圧は変動しないことから、絶縁性基板間のエッチングレートのばらつきを抑制することができる。 Here, an example of the mechanism of the dry etching method of the present invention will be described. First, an insulating substrate is placed on a conductor on an electrode in the chamber via conductive grease. Next, an etching gas is introduced into the chamber, high frequency power is applied to the chamber to generate a plasma of the etching gas, and active species and positive ions are generated. At this time, a strong electric field sheath region is formed above the insulating substrate. Then, the active species chemically reacts with the insulating substrate to generate a secondary product, and the secondary product is sputtered by positive ions accelerated by the electric field in the sheath region, so that the etching of the insulating substrate proceeds. Therefore, for example, when a plurality of insulating substrates are simultaneously dry-etched, the sheath voltage does not fluctuate even if the thickness of the conductive grease under each insulating substrate is different. Can be suppressed.
また、本発明のドライエッチング方法に用いられる絶縁性基板はZnSe多結晶からなることが好ましい。ZnSe多結晶は赤外光の透過性が良いため、ZnSe多結晶からなるDOEは、赤外光を出射する炭酸ガスレーザを用いた電子部品等の加工に好適に用いられるためである。 The insulating substrate used in the dry etching method of the present invention is preferably made of ZnSe polycrystal. This is because the ZnSe polycrystal has good infrared light transmission, so that the DOE made of ZnSe polycrystal is suitably used for processing electronic components using a carbon dioxide laser that emits infrared light.
また、本発明のドライエッチング方法に用いられる絶縁性基板は合成石英等のSiO2からなることが好ましい。SiO2からなるDOEは、YAGレーザ(基本波、二倍波、三倍波または四倍波等)を用いた電子部品等の加工に好適に用いられるためである。 The insulating substrate used in the dry etching method of the present invention is preferably made of SiO 2 such as synthetic quartz. This is because the DOE made of SiO 2 is suitably used for processing electronic components using a YAG laser (fundamental wave, second harmonic, third harmonic, or fourth harmonic).
また、本発明のドライエッチング方法に用いられる絶縁性基板の表面には、ドライエッチングをする箇所に相当する部分に穴が明けられたフォトレジストが形成されていることが好ましい。この場合には、フォトレジストに明けられた穴の部分のみをドライエッチングすることにより、高品質のDOEを製造することができる傾向にあるためである。 In addition, it is preferable that a photoresist having a hole in a portion corresponding to a portion where dry etching is performed is formed on the surface of the insulating substrate used in the dry etching method of the present invention. In this case, it is because there exists a tendency which can manufacture high quality DOE by carrying out dry etching only of the part of the hole opened by the photoresist.
このような本発明のドライエッチング方法を用いて絶縁性基板をドライエッチングした場合には、所定の深さのエッチング溝を有する高品質のDOEを再現性良く製造することができるようになる。また、DOEの表面には、光の反射を抑制する物質をコーティングすることもできる。 When the insulating substrate is dry-etched using the dry etching method of the present invention, a high-quality DOE having an etching groove with a predetermined depth can be manufactured with good reproducibility. The surface of the DOE can be coated with a substance that suppresses reflection of light.
(実施例1)
図2に示すドライエッチング装置を用いて、ICPプラズマによる合成石英からなる絶縁性基板4のエッチングを行なった。
Example 1
The insulating
まず、合成石英からなる円盤状の絶縁性基板4(径:50mm、厚さ:5mm)の表面に所定の形状に穴を明けたフォトレジストを形成した。 First, a photoresist having a hole in a predetermined shape was formed on the surface of a disc-shaped insulating substrate 4 (diameter: 50 mm, thickness: 5 mm) made of synthetic quartz.
次に、図2に示すドライエッチング装置の電極7上に導電性Siウエハからなる導電体6を設置し、シリコーンオイルにカーボンを配合した導電グリス50(抵抗率:49Ω・cm、信越シリコーン製「KS660」)によって絶縁性基板4を導電体6上に貼り付けた。
Next, a
そして、チャンバ3内の圧力が10-5Pa程度になるまで排気し、チャンバ3内にCHF3(流量:5sccm)とAr(流量:70sccm)とを導入した。続いて、チャンバ3内の圧力を1Paとした状態で、RF電源1a、1bに高周波電力を印加(ICPパワー:200W、RFパワー:300W)して発生したプラズマ9によって、エッチング溝の深さが1μmとなるように絶縁性基板4を1枚ずつ17枚(バッチNo.1〜17)、同一の時間、ドライエッチングを行なった。その結果を図3に示す。図3において、横軸は絶縁性基板のバッチNo.1〜17を示し、縦軸は目標とするエッチング溝の深さ1μmと実際のエッチング溝の深さとの差(エッチング深さ精度)を示している。
Then, the
図3に示すように、導電グリス50を用いた実施例1においては、エッチング深さ精度が10nm以内であって、エッチングレートが安定していることがわかった。また、このドライエッチング時における絶縁性基板4の温度は93℃〜121℃の間であって、絶縁性基板4を冷却しない場合の171℃以上の温度と比較して冷却されていることもわかった。また、ドライエッチング終了後に絶縁性基板4の表面上のフォトレジストもアセトンを塗布することにより容易に剥離することができた。
As shown in FIG. 3, in Example 1 using the
(比較例1)
図4に示すドライエッチング装置を用い、導電グリスの代わりにジメチルシリコーンオイルに微粉末のシリカを配合した真空グリス5(抵抗率:1014Ω・cm、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製「H.V.G」)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、バッチNo.1〜13の合成石英からなる絶縁性基板4のドライエッチングを行なった。その結果を図3に示す。図3に示すように、真空グリスを用いた比較例1においては、エッチング深さ精度が100nm以上であって実施例1と比べてエッチングレートが安定していないことがわかった。
(Comparative Example 1)
Using a dry etching apparatus shown in FIG. 4, vacuum grease 5 (resistivity: 10 14 Ω · cm, manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., “H” manufactured by mixing fine powdered silica with dimethyl silicone oil instead of conductive grease. V.G ") in the same manner as in Example 1 except that the batch No. The insulating
(実施例2)
図2に示す導電性Siウエハからなる導電体6上に、図5(A)に示すように合成石英からなる3枚の絶縁性基板4(A〜C)を設置した。ここで、3枚の絶縁性基板4はそれぞれ図5(B)に示すように、シリコーンオイルにカーボンを配合した導電グリス50(抵抗率:49Ω・cm、信越シリコーン製「KS660」)を介して導電体6上に設置された。なお、3枚の絶縁性基板4(A〜C)はそれぞれ径が50mmで厚さが5mmであった。
(Example 2)
As shown in FIG. 5 (A), three insulating substrates 4 (A to C) made of synthetic quartz were placed on the
その後は実施例1と同様にして、絶縁性基板4(A〜C)のドライエッチングを行なった。そして、ドライエッチング後のそれぞれの絶縁性基板4(A〜C)のエッチング溝の深さを測定した。実施例2において測定されたエッチング溝の深さを表1に示す。 Thereafter, in the same manner as in Example 1, the insulating substrate 4 (A to C) was dry-etched. And the depth of the etching groove | channel of each insulating board | substrate 4 (A-C) after dry etching was measured. Table 1 shows the depth of the etching groove measured in Example 2.
ここで、実施例2においては、3枚の絶縁性基板4(A〜C)のエッチング溝の深さがそれぞれ1200nmとなるようにドライエッチングが行なわれた。また、上記のドライエッチングおよびエッチング溝の深さの測定はそれぞれ6回行なわれた。表1における実施例2のバッチNo.1〜6は6回のドライエッチングのそれぞれの回のドライエッチングを表わしており、表1におけるバッチNo.1〜6の下方の数値はそれぞれの回のドライエッチングにおける3枚の絶縁性基板A〜Cのそれぞれのエッチング溝の深さを表わしている。 Here, in Example 2, dry etching was performed so that the depths of the etching grooves of the three insulating substrates 4 (A to C) were 1200 nm, respectively. The dry etching and the measurement of the depth of the etching groove were each performed 6 times. Batch No. of Example 2 in Table 1 1 to 6 represent the dry etching of each of the six dry etchings. Numerical values below 1 to 6 represent the depths of the respective etching grooves of the three insulating substrates A to C in each dry etching.
(比較例2)
導電グリスに代えてジメチルシリコーンオイルに微粉末のシリカを配合した真空グリス(抵抗率:1014Ω・cm、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製「H.V.G」)を用いたこと以外は実施例2と同様にして合成石英からなる3枚の絶縁性基板4(A〜C)のドライエッチングを行なった。そして、実施例2と同様にして絶縁性基板4(A〜C)のそれぞれのエッチング溝の深さが測定された。比較例2において測定されたエッチング溝の深さを表1に示す。
(Comparative Example 2)
Except for using vacuum grease (resistivity: 10 14 Ω · cm, “HVG” manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.) in which dimethyl silicone oil is mixed with fine powder silica instead of conductive grease In the same manner as in Example 2, three insulating substrates 4 (A to C) made of synthetic quartz were dry-etched. And the depth of each etching groove | channel of the insulating board | substrate 4 (A-C) was measured like Example 2. FIG. Table 1 shows the etching groove depth measured in Comparative Example 2.
ここで、比較例2においては、上記のドライエッチングおよびエッチング溝の深さの測定がそれぞれ2回行なわれた。表1における比較例2のバッチNo.1〜2は2回のドライエッチングのそれぞれの回のドライエッチングを表わしており、表1におけるバッチNo.1〜2の下方の数値はそれぞれの回のドライエッチングにおける3枚の絶縁性基板A〜Cのそれぞれのエッチング溝の深さを表わしている。 Here, in Comparative Example 2, the dry etching and the measurement of the depth of the etching groove were each performed twice. Batch No. of Comparative Example 2 in Table 1. 1 and 2 represent the dry etching of each of the two dry etchings. Numerical values below 1 and 2 represent the depths of the respective etching grooves of the three insulating substrates A to C in each dry etching.
表1に示すように、導電グリスを用いた実施例2におけるドライエッチングにおいては真空グリスを用いた比較例2におけるドライエッチングと比べて、絶縁性基板(A〜C)のエッチング溝の深さのばらつきを低減できていることを確認できた。 As shown in Table 1, in the dry etching in Example 2 using conductive grease, compared to the dry etching in Comparative Example 2 using vacuum grease, the etching groove depth of the insulating substrate (A to C) It was confirmed that the variation could be reduced.
(実施例3)
図2に示す導電性Siウエハからなる導電体6上に、図6(A)に示すように合成石英からなる19枚の絶縁性基板4(A〜S)を設置した。ここで、19枚の絶縁性基板4(A〜S)はそれぞれ図6(B)に示すように、シリコーンオイルにカーボンを配合した導電グリス50(抵抗率:49Ω・cm、信越シリコーン製「KS660」)を介して導電体6上に設置された。なお、19枚の絶縁性基板4(A〜S)はそれぞれ径が20mmで厚さが3mmであった。
(Example 3)
As shown in FIG. 6A, 19 insulating substrates 4 (A to S) made of synthetic quartz were placed on the
その後は実施例1と同様にして、絶縁性基板4(A〜S)のドライエッチングを行なった。そして、ドライエッチング後のそれぞれの絶縁性基板4(A〜S)のエッチング溝の深さを測定した。実施例3において測定されたエッチング溝の深さを表2に示す。 Thereafter, in the same manner as in Example 1, the insulating substrate 4 (A to S) was dry-etched. And the depth of the etching groove | channel of each insulating board | substrate 4 (A-S) after dry etching was measured. Table 2 shows the depth of the etching groove measured in Example 3.
ここで、実施例3においては、19枚の絶縁性基板4(A〜S)のエッチング溝の深さがそれぞれ1200nmとなるようにドライエッチングが行なわれた。また、上記のドライエッチングおよびエッチング溝の深さの測定はそれぞれ2回行なわれた。表2における実施例3のバッチNo.1〜2は2回のドライエッチングのそれぞれの回のドライエッチングを表わしており、表2におけるバッチNo.1〜2の下方の数値はそれぞれの回のドライエッチングにおける19枚の絶縁性基板A〜Sのそれぞれのエッチング溝の深さを表わしている。 Here, in Example 3, dry etching was performed so that the depth of the etching grooves of the 19 insulating substrates 4 (A to S) was 1200 nm, respectively. The dry etching and the measurement of the depth of the etching groove were each performed twice. Batch No. of Example 3 in Table 2. 1 and 2 represent the dry etching of each of the two dry etchings. The numerical value below 1-2 represents the depth of each etching groove of 19 insulating substrates A to S in each dry etching.
(比較例3)
導電グリスに代えてジメチルシリコーンオイルに微粉末のシリカを配合した真空グリス(抵抗率:1014Ω・cm、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製「H.V.G」)を用いたこと以外は実施例3と同様にして合成石英からなる19枚の絶縁性基板4(A〜S)のドライエッチングを行なった。そして、実施例3と同様にして絶縁性基板4(A〜S)のそれぞれのエッチング溝の深さが測定された。比較例3において測定されたエッチング溝の深さを表2に示す。
(Comparative Example 3)
Except for using vacuum grease (resistivity: 10 14 Ω · cm, “HVG” manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.) in which dimethyl silicone oil is mixed with fine powder silica instead of conductive grease In the same manner as in Example 3, 19 insulating substrates 4 (A to S) made of synthetic quartz were dry-etched. Then, the depth of each etching groove of the insulating substrate 4 (A to S) was measured in the same manner as in Example 3. Table 2 shows the etching groove depth measured in Comparative Example 3.
ここで、比較例3においては、上記のドライエッチングおよびエッチング溝の深さの測定が1回行なわれた。表2における比較例3のバッチNo.1はその1回のドライエッチングを表わしており、表2におけるバッチNo.1の下方の数値は19枚の絶縁性基板A〜Sのそれぞれのエッチング溝の深さを表わしている。 Here, in Comparative Example 3, the dry etching and the measurement of the depth of the etching groove were performed once. Batch No. of Comparative Example 3 in Table 2. 1 represents the one dry etching, and batch No. 1 in Table 2 is shown. The numerical value below 1 represents the depth of each etching groove of the 19 insulating substrates A to S.
表2に示すように、導電グリスを用いた実施例3におけるドライエッチングにおいては真空グリスを用いた比較例3におけるドライエッチングと比べて、絶縁性基板のエッチング溝の深さのばらつきを低減できていることを確認できた。 As shown in Table 2, in the dry etching in Example 3 using conductive grease, variation in the depth of the etching groove of the insulating substrate can be reduced as compared with the dry etching in Comparative Example 3 using vacuum grease. I was able to confirm.
(実施例4)
図2に示す導電性Siウエハからなる導電体6上に、図7(A)に示すようにZnSe多結晶からなる4枚の絶縁性基板4(A〜D)を設置した。ここで、4枚の絶縁性基板4(A〜D)はそれぞれ図7(B)に示すように、シリコーンオイルにカーボンを配合した導電グリス50(抵抗率:49Ω・cm、信越シリコーン製「KS660」)を介して導電体6上に設置された。なお、4枚の絶縁性基板4(A〜D)はそれぞれ径が50mmで厚さが5mmであった。
(Example 4)
As shown in FIG. 7A, four insulating substrates 4 (A to D) made of ZnSe polycrystal were placed on the
そして、チャンバ3内の圧力が10-5Pa程度になるまで排気し、チャンバ3内にBCl3(流量:10sccm)とAr(流量:20sccm)とを導入した。続いて、チャンバ3内の圧力を3Paとした状態で、RF電源1a、1bに高周波電力を印加(ICPパワー:200W、RFパワー:300W)して発生したプラズマ9によって、4枚の絶縁性基板4(A〜D)のドライエッチングを行なった。そして、ドライエッチング後のそれぞれの絶縁性基板A〜Dのエッチング溝の深さを測定した。実施例4において測定されたエッチング溝の深さを表3に示す。
Then, the
ここで、実施例4においては、4枚の絶縁性基板4(A〜D)のエッチング溝の深さがそれぞれ3800nmとなるようにドライエッチングが行なわれた。また、上記のドライエッチングおよびエッチング溝の深さの測定がそれぞれ3回行なわれた。表3における実施例4のバッチNo.1〜3は3回のドライエッチングのそれぞれの回のドライエッチングを表わしており、表3におけるバッチNo.1〜3の下方の数値はそれぞれの回のドライエッチングにおける4枚の絶縁性基板A〜Dのそれぞれのエッチング溝の深さを表わしている。 Here, in Example 4, dry etching was performed so that the depths of the etching grooves of the four insulating substrates 4 (A to D) were 3800 nm, respectively. Further, the dry etching and the measurement of the depth of the etching groove were each performed three times. Batch No. of Example 4 in Table 3 1 to 3 represent the dry etching of each of the three dry etchings. Numerical values below 1 to 3 represent the depths of the respective etching grooves of the four insulating substrates A to D in each dry etching.
(比較例4)
導電グリスに代えてジメチルシリコーンオイルに微粉末のシリカを配合した真空グリス(抵抗率:1014Ω・cm、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製「H.V.G」)を用いたこと以外は実施例4と同様にしてZnSe多結晶からなる4枚の絶縁性基板4(A〜D)のドライエッチングを行なった。そして、実施例4と同様にして絶縁性基板4(A〜D)のそれぞれのエッチング溝の深さが測定された。比較例4において測定されたエッチング溝の深さを表3に示す。
(Comparative Example 4)
Except for using vacuum grease (resistivity: 10 14 Ω · cm, “HVG” manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.) in which dimethyl silicone oil is blended with fine powder silica instead of conductive grease In the same manner as in Example 4, four insulating substrates 4 (A to D) made of ZnSe polycrystal were dry-etched. Then, the depth of each etching groove of the insulating substrate 4 (A to D) was measured in the same manner as in Example 4. Table 3 shows the etching groove depth measured in Comparative Example 4.
ここで、比較例4においては、4枚の絶縁性基板4(A〜D)のドライエッチングおよびエッチング溝の深さの測定が1回行なわれた。表3における比較例4のバッチNo.1はその1回のドライエッチングを表わしており、表3におけるバッチNo.1の下方の数値は4枚の絶縁性基板A〜Dのそれぞれのエッチング溝の深さを表わしている。 Here, in Comparative Example 4, the dry etching of the four insulating substrates 4 (A to D) and the measurement of the depth of the etching groove were performed once. Batch No. of Comparative Example 4 in Table 3. 1 represents the dry etching of one time. The numerical value below 1 represents the depth of each etching groove of the four insulating substrates A to D.
表3に示すように、導電グリスを用いた実施例4におけるドライエッチングにおいては真空グリスを用いた比較例4におけるドライエッチングと比べて、絶縁性基板のエッチング溝の深さのばらつきを低減できていることが確認された。 As shown in Table 3, in the dry etching in Example 4 using conductive grease, the variation in the depth of the etching groove of the insulating substrate can be reduced as compared with the dry etching in Comparative Example 4 using vacuum grease. It was confirmed that
なお、上記の実施例1〜4および比較例1〜4において、絶縁性基板のエッチング溝の深さは触針式段差計を用いて測定された。 In Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4, the depth of the etching groove of the insulating substrate was measured using a stylus type step meter.
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明のドライエッチング方法はDOEの製造に利用されるだけでなく、半導体デバイスの製造にも好適に利用される。 The dry etching method of the present invention is suitably used not only for manufacturing DOE but also for manufacturing semiconductor devices.
1a,1b RF電源、2 ICPコイル、3 チャンバ、4 絶縁性基板、5 真空グリス、50 導電グリス、6 導電体、7 電極、8 ブロッキングコンデンサ、9 プラズマ、10 シース領域。 1a, 1b RF power source, 2 ICP coil, 3 chamber, 4 insulating substrate, 5 vacuum grease, 50 conductive grease, 6 conductor, 7 electrode, 8 blocking capacitor, 9 plasma, 10 sheath region.
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