JP2009269120A - Silicon structure manufacturing method - Google Patents

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Hiroyuki Matsuo
弘之 松尾
Yoshio Shiraki
美穂 白木
Shinya Fujinawa
伸哉 藤縄
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a silicon structure manufacturing structure for easily forming a recess of a high aspect ratio, which has a step formed therein, with high precision. <P>SOLUTION: The silicon structure manufacturing method has: a mask pattern forming step of forming a mask pattern 2 having formed therein a plurality of opening portions 21a to 21f, 22 different in dimension W or shape; an etching step of simultaneously performing anisotropic dry etching of a base material 1 exposed to the opening portions 21a to 21f, 22, in depth directions d1, d2 to form initial recesses 11, 12 having the mutually different depths d1, d2; an oxidized portion forming step of oxidizing internal surfaces of the initial recesses 11, 12, and oxidizing the whole of the base material 1 left as partitions 1w between the initial recesses 11, 12, to thereby form oxidized portions; and an oxidized portion removing step of removing the oxidized portions to form the recess 4. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、シリコン構造体の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a silicon structure.

従来から、微小機械部品と電子部品との融合による新しい機能のデバイス(Micro Electro Mechanical System:MEMS)が知られている。MEMSでは、主にシリコン(Si)のウェーハに微小な機械構造物を形成することで、例えば自動車部品(エアーバッグセンサ等)、インクジェットヘッド、画像投影装置等の市場向けの製品が量産されている。MEMSでは、これらのデバイスのさらなる小型・高性能化が求められている。
例えば、加速度センサや角速度センサの力学的検出部は、主に基板上に形成された櫛歯状の梁構造体から構成されている。これらのセンサを小型・高性能化するためには、Si基板のエッチングにより形成される溝の幅や穴の径と深さとのアスペクト比(深さ/溝幅、深さ/穴径)を高くする必要がある。
Conventionally, a device (Micro Electro Mechanical System: MEMS) having a new function by fusing micro mechanical parts and electronic parts is known. In MEMS, products for the market such as automobile parts (airbag sensors, etc.), inkjet heads, image projection devices, etc. are mass-produced mainly by forming minute mechanical structures on silicon (Si) wafers. . In MEMS, there is a demand for further miniaturization and higher performance of these devices.
For example, a mechanical detection unit of an acceleration sensor or an angular velocity sensor is mainly composed of a comb-like beam structure formed on a substrate. To reduce the size and performance of these sensors, increase the width of the groove formed by etching the Si substrate and the aspect ratio (depth / groove width, depth / hole diameter) between the hole diameter and depth. There is a need to.

Si基板にエッチングによって高いアスペクト比の穴や溝を形成するための方法としては、チャンバーに供給する材料ガスをエッチングプロセス毎に切り替える方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1では、(1)異方性の高いプラズマエッチングと、(2)ポリマー系の薄膜堆積と、の2ステップを交互に行うドライエッチング技術が開示されている。
米国特許第5501893号明細書
As a method for forming a hole or groove having a high aspect ratio by etching on a Si substrate, a method of switching a material gas supplied to a chamber for each etching process is disclosed (for example, see Patent Document 1). Patent Document 1 discloses a dry etching technique in which two steps of (1) plasma etching with high anisotropy and (2) polymer-based thin film deposition are alternately performed.
US Pat. No. 5,501,893

しかしながら、上記従来の技術では、高いアスペクト比を有する多段の溝(トレンチ)や多段の穴(ホール)や、トレンチとホールとを組み合わせた多段構造の凹部を形成する場合には、以下のような課題がある。上記従来の技術では、(1)のエッチング工程と上記の(2)の薄膜堆積工程のバランスの調整が極めて困難である。そのため、製造工程における各種パラメータの調整幅(プロセスマージン)が非常に狭くなり、製造工程の最適化が極めて困難になる。
例えば、Siの基材にエッチングによってホールやトレンチ等の凹部を形成する際に、深さの異なる底面を形成して凹部の内側に段差を形成する場合には、基材の表面からの深さが異なると到達するラジカルやイオンの量が異なってしまう。そのため、(1)の工程におけるエッチングレートや(2)の工程において堆積するポリマー系の薄膜の量は場所(深さ方向の位置)によって異なり、凹部の深さ方向の深い位置に最適な量の薄膜を堆積させるのは極めて困難である。
However, in the conventional technique, when forming a multi-stage groove (trench) having a high aspect ratio, a multi-stage hole (hole), or a multi-stage structure in which a trench and a hole are combined, the following is performed. There are challenges. With the conventional technique, it is extremely difficult to adjust the balance between the etching process (1) and the thin film deposition process (2). Therefore, the adjustment range (process margin) of various parameters in the manufacturing process becomes very narrow, and optimization of the manufacturing process becomes extremely difficult.
For example, when forming recesses such as holes and trenches by etching on a Si base material, the depth from the surface of the base material is formed when a bottom surface having a different depth is formed to form a step inside the recess. If they are different, the amount of reaching radicals and ions will be different. Therefore, the etching rate in the step (1) and the amount of the polymer-based thin film deposited in the step (2) vary depending on the location (position in the depth direction), and the optimum amount for the deep position in the depth direction of the recess. It is extremely difficult to deposit a thin film.

また、発明者らは、このような凹部の段差を形成する際に、次のような課題が発生することを見出した。
(2)の工程で凹部の内側面に堆積した薄膜の膜厚が薄過ぎる場合には、(1)の工程でその部分の側壁がテーパ状に形成されてしまう。反対に、(2)の工程で堆積した薄膜の厚さが厚過ぎる場合には、凹部の段差に基材が突起状に残存してしまう。また、(1)の工程で凹部の最深部の底面が荒れた状態になった場合には、(2)の工程で薄膜を堆積させると、凹部の最深部の角の近傍において薄膜が均一に堆積されず、凹部の内側面も(1)の工程で荒れた状態になってしまう。
したがって、従来の方法では、高アスペクト比の凹部に高い加工精度で段差を形成することが困難であった。
Further, the inventors have found that the following problems occur when forming the step of such a recess.
When the film thickness of the thin film deposited on the inner surface of the recess in the step (2) is too thin, the side wall of the portion is formed in a tapered shape in the step (1). On the other hand, when the thickness of the thin film deposited in the step (2) is too thick, the base material remains in a protruding shape at the step of the recess. In addition, when the bottom surface of the deepest part of the recess becomes rough in the process (1), the thin film is uniformly formed in the vicinity of the corner of the deepest part of the recess when the thin film is deposited in the process (2). It is not deposited, and the inner surface of the recess is also roughened in the step (1).
Therefore, with the conventional method, it is difficult to form a step with high processing accuracy in a high aspect ratio recess.

そこで、この発明は、内部に段差を有する高アスペクト比の凹部を高い加工精度で容易に形成することができるシリコン構造体の製造方法を提供するものである。   Therefore, the present invention provides a method for manufacturing a silicon structure, which can easily form a high aspect ratio recess having a step inside with high processing accuracy.

上記の課題を解決するために、本発明のシリコン構造体の製造方法は、シリコンからなる基材に、内側に深さ方向の段差を有する凹部が形成されたシリコン構造体の製造方法であって、寸法または形状が異なる複数の開口部を備えたマスクパターンを形成するマスクパターン形成工程と、前記複数の開口部に露出された前記基材を同時に深さ方向に異方性ドライエッチングして、深さの異なる複数の初期凹部を形成するエッチング工程と、前記複数の初期凹部の内表面を酸化することにより、前記初期凹部の各々の間に隔壁として残存した前記基材の全体を酸化して酸化部を形成する酸化部形成工程と、前記酸化部を除去して、前記凹部を形成する酸化部除去工程と、を有することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a method for manufacturing a silicon structure according to the present invention is a method for manufacturing a silicon structure in which a concave portion having a step in the depth direction is formed inside a base material made of silicon. A mask pattern forming step of forming a mask pattern having a plurality of openings having different dimensions or shapes, and anisotropic dry etching the substrate exposed in the plurality of openings simultaneously in the depth direction, An etching process for forming a plurality of initial recesses having different depths and oxidizing the inner surface of the plurality of initial recesses oxidizes the entire substrate remaining as a partition between each of the initial recesses. It has the oxidation part formation process which forms an oxidation part, and the oxidation part removal process which removes the said oxidation part and forms the said recessed part, It is characterized by the above-mentioned.

このように製造することで、エッチング工程において、基材に開口部の寸法または形状が異なる各初期凹部が異なるエッチング速度でエッチングされる。これにより、初期凹部が複数の異なる深さに形成される。この際、各初期凹部の内側面を構成する基材が各初期凹部の間に初期凹部同士を隔離する隔壁として残存した状態で、各初期凹部が形成される。そして、酸化部形成工程において、各初期凹部の内表面と、各初期凹部の間に残存した隔壁とが酸化されて酸化部となる。さらに、酸化部除去工程においてこの酸化部が除去されて凹部の全体の形状が形成される。これにより、凹部の内表面が平滑化されるとともに、深さの異なる初期凹部の間の隔壁が除去されて、凹部の内側に深さ方向の段差が1段以上複数段形成される。
したがって、本発明のシリコン構造体の製造方法によれば、内部に段差を有する高アスペクト比の凹部を高い加工精度で容易に形成することができる。
By manufacturing in this way, in an etching process, each initial stage recessed part from which the dimension or shape of an opening part differs in a base material is etched with a different etching rate. Thereby, the initial recess is formed at a plurality of different depths. At this time, each initial recess is formed in a state in which the base material constituting the inner surface of each initial recess remains as a partition wall separating the initial recesses between the initial recesses. In the oxidized portion forming step, the inner surface of each initial recess and the partition wall remaining between each initial recess are oxidized to become an oxidized portion. Further, the oxidized portion is removed in the oxidized portion removing step, and the entire shape of the concave portion is formed. As a result, the inner surface of the recess is smoothed, the partition between the initial recesses having different depths is removed, and one or more steps in the depth direction are formed inside the recess.
Therefore, according to the silicon structure manufacturing method of the present invention, a high aspect ratio recess having a step inside can be easily formed with high processing accuracy.

また、本発明のシリコン構造体の製造方法は、前記マスクパターン形成工程において前記開口部の前記寸法または前記形状を調整することで、前記エッチング工程において前記初期凹部の深さを制御することを特徴とする。   In the method for manufacturing a silicon structure according to the present invention, the depth of the initial recess is controlled in the etching step by adjusting the size or the shape of the opening in the mask pattern forming step. And

このように製造することで、エッチング工程において初期凹部の開口部の寸法を大きくして基材のエッチング速度を上昇させることができる。また、初期凹部の開口部の寸法を小さくして基材のエッチング速度を低下させることができる。また、初期凹部の開口部の形状を調整して基材のエッチング速度を調整することができる。
したがって、マスクパターンの開口部の寸法または形状を調整して各初期凹部のエッチング速度を調整し、各初期凹部の深さを制御することで、凹部の内側に所望の寸法及び形状の段差を高精度に形成することができる。
By manufacturing in this way, the etching rate of the substrate can be increased by increasing the size of the opening of the initial recess in the etching process. Moreover, the dimension of the opening part of an initial recessed part can be made small, and the etching rate of a base material can be reduced. Further, the etching rate of the substrate can be adjusted by adjusting the shape of the opening of the initial recess.
Therefore, by adjusting the size or shape of the opening of the mask pattern to adjust the etching rate of each initial recess, and by controlling the depth of each initial recess, a step with a desired size and shape is increased inside the recess. It can be formed with high accuracy.

また、本発明のシリコン構造体の製造方法は、前記マスクパターン形成工程において前記開口部の間隔を調整することで、前記エッチング工程において前記初期凹部の間の前記隔壁の厚さを前記酸化部形成工程において完全に酸化される厚さに調整することを特徴とする。   In the method of manufacturing a silicon structure according to the present invention, the thickness of the partition between the initial recesses may be formed in the etching step by adjusting the interval between the openings in the mask pattern forming step. The thickness is adjusted to be completely oxidized in the process.

このように製造することで、酸化部除去工程において初期凹部の間に残存させた隔壁の全体を酸化させ、より確実かつ容易に除去することができる。   By manufacturing in this way, the whole partition left between the initial recesses in the oxidized portion removing step can be oxidized and removed more reliably and easily.

また、本発明のシリコン構造体の製造方法は、前記マスクパターン形成工程において、隣接する複数の前記開口部の寸法および形状を均一に形成することを特徴とする。   The method for manufacturing a silicon structure according to the present invention is characterized in that in the mask pattern forming step, the dimensions and shapes of a plurality of adjacent openings are formed uniformly.

このように製造することで、隣接する複数の初期凹部の深さが均一に形成される。そして、酸化部除去工程においてこれら初期凹部の間の隔壁を除去することによって、凹部の底面を所望の寸法、形状に形成することができる。   By manufacturing in this way, the depth of a plurality of adjacent initial recesses is formed uniformly. Then, by removing the partition between these initial recesses in the oxidation portion removing step, the bottom surface of the recess can be formed in a desired size and shape.

また、本発明のシリコン構造体の製造方法は、前記エッチング工程において、前記複数の開口部のうち、平面視で最も外側に位置する前記開口部は、前記基材が前記酸化部として前記酸化部除去工程において除去される厚さ分、前記凹部の内側面よりも前記凹部の内側に形成することを特徴とする。   Further, in the method of manufacturing a silicon structure according to the present invention, in the etching step, the opening located on the outermost side in the plan view among the plurality of openings is configured such that the base is the oxidation part. The thickness removed in the removing step is formed inside the recess rather than the inner surface of the recess.

このように製造することで、初期凹部の内表面の基材が、最終的な凹部が形成される領域の境界まで酸化されて酸化部となる。そして、その酸化部が酸化部除去工程において除去される。したがって、凹部の内側面、幅寸法または径寸法等を高い加工精度で加工することができる。   By manufacturing in this way, the base material on the inner surface of the initial recess is oxidized to the boundary of the region where the final recess is formed to become an oxidized portion. The oxidized portion is removed in the oxidized portion removing step. Therefore, the inner surface, the width dimension, the diameter dimension, etc. of the recess can be processed with high processing accuracy.

また、本発明のシリコン構造体の製造方法は、前記マスクパターン形成工程において前記開口部の前記寸法または前記形状を調整することで、前記初期凹部の深さを、前記基材が前記酸化部として前記酸化部除去工程において除去される厚さ分、前記凹部の深さよりも浅く形成することを特徴とする。   Further, in the method for manufacturing a silicon structure according to the present invention, the depth of the initial concave portion is adjusted as the oxidized portion by adjusting the size or the shape of the opening in the mask pattern forming step. It is characterized in that it is formed shallower than the depth of the recess by the thickness removed in the oxidation part removing step.

このように製造することで、初期凹部の底面の基材が、最終的な凹部が形成される領域の境界まで酸化されて酸化部となる。そして、その酸化部が酸化部除去工程において除去される。したがって、凹部の底面、深さ等を高い加工精度で加工することができる。   By manufacturing in this way, the base material on the bottom surface of the initial concave portion is oxidized to the boundary of the region where the final concave portion is formed to become an oxidized portion. The oxidized portion is removed in the oxidized portion removing step. Therefore, the bottom surface, depth, and the like of the recess can be processed with high processing accuracy.

また、本発明のシリコン構造体の製造方法は、前記マスクパターン形成工程において、前記開口部の形状は、溝形状またはホール形状であることを特徴とする。   The method for manufacturing a silicon structure according to the present invention is characterized in that, in the mask pattern forming step, the shape of the opening is a groove shape or a hole shape.

このように製造することで、エッチング工程において、溝形状の初期凹部とホール形状の初期凹部とを形成し、それぞれ異なる深さに形成することができる。また、溝形状の初期凹部の各々の開口部の幅寸法を異ならせて、これらを異なる深さに形成することができる。また、ホール形状の初期凹部の開口部の各々の径寸法を異ならせて、これらを異なる深さに形成することができる。   By manufacturing in this way, the groove-shaped initial recess and the hole-shaped initial recess can be formed at different depths in the etching step. Moreover, the width dimension of each opening part of a groove-shaped initial stage recessed part can be varied, and these can be formed in a different depth. Further, the diameters of the openings of the hole-shaped initial recesses can be made different to form them at different depths.

また、本発明のシリコン構造体の製造方法は、前記酸化部形成工程は、加熱による熱酸化により行うことを特徴とする。   The method for producing a silicon structure according to the present invention is characterized in that the oxidized portion forming step is performed by thermal oxidation by heating.

このように製造することで、初期凹部の内表面の酸化部の厚さを均一にすることができる。また、酸化部の厚さを加熱温度及び加熱時間等を調整することで制御することができる。   By manufacturing in this way, the thickness of the oxidized portion on the inner surface of the initial recess can be made uniform. Further, the thickness of the oxidized portion can be controlled by adjusting the heating temperature, the heating time, and the like.

また、本発明のシリコン構造体の製造方法は、前記酸化部除去工程は、ウェットエッチングにより行うことを特徴とする。   The method for manufacturing a silicon structure according to the present invention is characterized in that the oxidized portion removing step is performed by wet etching.

このように製造することで、凹部の形状にほとんど影響を与えることなく、酸化部を除去することができる。したがって、凹部を所望の形状に高精度に加工することができる。   By manufacturing in this way, the oxidized portion can be removed with little influence on the shape of the recess. Therefore, the concave portion can be processed into a desired shape with high accuracy.

また、本発明のシリコン構造体の製造方法は、前記マスクパターンはシリコン酸化物からなることを特徴とする。   The method for manufacturing a silicon structure according to the present invention is characterized in that the mask pattern is made of silicon oxide.

このように製造することで、異方性のドライエッチングによって基材をエッチングする際に、マスクパターンと基材との選択比を利用して基材をエッチングすることができる。したがって、凹部を多段状に形成することが可能となる。
また、酸化部除去工程と一括してマスクパターンを除去することが可能となる。したがって、工程数を削減し、生産性を向上させることができる。
By manufacturing in this way, when etching a base material by anisotropic dry etching, a base material can be etched using the selectivity of a mask pattern and a base material. Therefore, it becomes possible to form a recessed part in multiple steps.
Further, the mask pattern can be removed together with the oxidized portion removing step. Therefore, the number of processes can be reduced and productivity can be improved.

<第一実施形態>
以下、本発明の第一実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図面では、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材ごとに縮尺を適宜変更している。
本実施形態では、シリコンからなる基材に、内側に段差を有する多段状の凹部(ホール、トレンチ等)を形成し、MEMS(Micro Electro Mechanical System)等の分野で用いられるシリコン構造体を製造する方法について説明する。ここでは、基材をエッチングして内側に段差を有する凹部を備えたシリコン構造体を製造するために、まず、基材の表面に凹部の形状に対応したマスクパターンを形成する。
<First embodiment>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the scale is appropriately changed for each layer and each member so that each layer and each member can be recognized on the drawing.
In the present embodiment, a silicon structure used in a field such as MEMS (Micro Electro Mechanical System) is manufactured by forming multi-stage recesses (holes, trenches, etc.) having steps inside on a substrate made of silicon. A method will be described. Here, in order to manufacture a silicon structure having a recess having a step inside by etching the substrate, first, a mask pattern corresponding to the shape of the recess is formed on the surface of the substrate.

図1〜図3は、本実施形態のシリコン構造体の製造工程を示す図である。図1(a)は基材の断面図及び凹部形成領域の拡大平面図を、図1(b)は凹部形成領域の拡大平面図を示している。図2(a)〜(c)及び図3(a)は基材の断面図、(b)は基材の断面図及び凹部の拡大平面図である。   1 to 3 are views showing a manufacturing process of the silicon structure according to the present embodiment. FIG. 1A is a cross-sectional view of the substrate and an enlarged plan view of the recessed portion forming region, and FIG. 1B is an enlarged plan view of the recessed portion forming region. 2A to 2C and 3A are cross-sectional views of the base material, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the base material and an enlarged plan view of the recess.

(マスクパターン形成工程)
図1(a)に示すように、まず、シリコンからなる基材1の表面1aに、例えばSiO等のシリコン酸化物からなるハードマスク(マスクパターン)2を形成する。ハードマスク2の形成は、例えば、基材1の表面1aを熱酸化させて形成したり、真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法等により基材1の表面1aに成膜したりすることができる。
次に、ハードマスク2の表面2aにフォトレジスト3を形成する。次いで、フォトレジスト3を露光・現像してパターニングする。そして、平面視で略同心円環状に配置された溝形状の開口部31と、平面視で略円形状のホール形状の開口部32とを形成する。
(Mask pattern forming process)
As shown in FIG. 1 (a), first, the surface 1a of the substrate 1 made of silicon, to form, for example, a hard mask (mask pattern) 2 made of silicon oxide such as SiO 2. The hard mask 2 can be formed, for example, by thermally oxidizing the surface 1a of the substrate 1 or by forming a film on the surface 1a of the substrate 1 by a vacuum deposition method, a sputtering method, a CVD method, or the like. .
Next, a photoresist 3 is formed on the surface 2 a of the hard mask 2. Next, the photoresist 3 is exposed and developed and patterned. And the groove-shaped opening part 31 arrange | positioned by the substantially concentric annular shape by planar view, and the substantially circular hole-shaped opening part 32 by planar view are formed.

ここで、溝形状の開口部31は、図1(b)に示すように、幅W方向に隣接する複数(例えば6つ)の開口部31a〜31fを略同心円環状の均一な形状に形成する。また、溝形状の開口部31a〜31fは、各々の幅W方向の寸法が略等しくなるように均一にパターニングする。
また、開口部31a〜31f,32の各々の間には、後述するエッチング工程において隔壁1w(図2(c)参照)として残存させる基材1の厚さTw分の間隔を幅W方向にあけておく。
Here, as shown in FIG. 1B, the groove-shaped opening 31 forms a plurality of (for example, six) openings 31a to 31f adjacent in the width W direction in a substantially concentric annular shape. . The groove-shaped openings 31a to 31f are uniformly patterned so that the dimensions in the width W direction are substantially equal.
Further, an interval corresponding to the thickness Tw of the base material 1 left as a partition wall 1w (see FIG. 2C) is provided in the width W direction between the openings 31a to 31f and 32 in an etching process described later. Keep it.

また、フォトレジスト3のパターニング時には、開口部31,32の形状や、開口部31の幅W方向の寸法及び開口部32の径R方向の寸法を、例えば次のように調整する。
まず、後述するエッチング工程において形成される初期凹部11,12の深さd1,d2と、開口部51,52(図2(c)参照)の寸法及び形状と基材1のエッチング速度との関係に応じて調整する。
このとき、初期凹部11,12の深さd1,d2が、最終的に形成される凹部4の深さD1,D2よりも、後述する酸化部除去工程において酸化部Ox(図3(a)参照)として除去される基材1の厚さTo1分、浅く(凹部4の内側に)なるように調整する。
When patterning the photoresist 3, the shape of the openings 31, 32, the dimension of the opening 31 in the width W direction, and the dimension of the opening 32 in the diameter R direction are adjusted as follows, for example.
First, the relationship between the depths d1 and d2 of the initial recesses 11 and 12 formed in the etching process to be described later, the size and shape of the openings 51 and 52 (see FIG. 2C), and the etching rate of the substrate 1. Adjust according to.
At this time, the depths d1 and d2 of the initial recesses 11 and 12 are larger than the depths D1 and D2 of the recesses 4 to be finally formed in the oxidized portion removing step described later (see FIG. 3A). ) Is adjusted to be shallow (inside the recess 4) by the thickness To1 of the substrate 1 to be removed.

さらに、平面視で略同心円状に形成された溝状の開口部31の最も外側の開口部31fの外縁は、最終的に形成される凹部4(図3(b)参照)の内側面4a1よりも、基材1が酸化部Oxとして除去される厚さTo1分、凹部4の内側に形成する。また、ホール状の開口部32の径Rは、最終的に形成される凹部4の段差G1の内側面4a2よりも、基材1が酸化部Oxとして除去される厚さTo1分、凹部4の内側に形成する。
すなわち、開口部31,32の形状や、開口部31の幅W方向の寸法及び開口部32の径R方向の寸法は、初期凹部11,12が酸化部Oxとして除去される基材1の厚さTo1分、凹部4よりも小さく(凹部4の内側に)なるように調整する。
Furthermore, the outer edge of the outermost opening 31f of the groove-shaped opening 31 formed substantially concentrically in a plan view is from the inner side surface 4a1 of the recess 4 (see FIG. 3B) that is finally formed. Also, the base material 1 is formed inside the recess 4 by a thickness To1 that is removed as the oxidized portion Ox. Further, the diameter R of the hole-shaped opening 32 is larger than the inner surface 4a2 of the step G1 of the recess 4 finally formed by a thickness To1 at which the base material 1 is removed as the oxidized portion Ox. Form inside.
That is, the shape of the openings 31 and 32, the dimension of the opening 31 in the width W direction, and the dimension of the opening 32 in the diameter R direction are the thickness of the substrate 1 from which the initial recesses 11 and 12 are removed as the oxidized portion Ox. It is adjusted to be smaller than the recess 4 (to the inside of the recess 4) by To1.

本実施形態では、最終的に形成する凹部4(図3(b)参照)の寸法は例えば以下の通りである。開口部5の径R1は約60μm、段差G1の内側の径R2は約20μm、段差G1の上側(浅い側)の底面4b1までの深さD1は約40μm、段差G1の下側(深い側)の底面4b2までの深さD2は約60μmである。
このとき、図1(a)および図1(b)に示すフォトレジスト3の開口部31,32の形状や、開口部31の幅W方向の寸法及び開口部32の径R方向の寸法の調整は、例えば次のように行う。
In this embodiment, the dimension of the recess 4 (see FIG. 3B) to be finally formed is as follows, for example. The diameter R1 of the opening 5 is about 60 μm, the inner diameter R2 of the step G1 is about 20 μm, the depth D1 to the bottom surface 4b1 on the upper side (shallow side) of the step G1 is about 40 μm, and the lower side (deep side) of the step G1. The depth D2 to the bottom surface 4b2 is about 60 μm.
At this time, adjustment of the shape of the openings 31 and 32 of the photoresist 3 shown in FIGS. 1A and 1B, the dimension of the opening 31 in the width W direction, and the dimension of the opening 32 in the diameter R direction are adjusted. Is performed as follows, for example.

まず、最終的に形成する凹部4の深さD1,D2を目標として、後述する初期凹部11,12の開口部51,52の寸法及び形状とエッチング速度との関係から、初期凹部11の開口部51の幅W方向の寸法と、初期凹部12の開口部52の径R方向の寸法を算出する。
次に、後述する酸化部除去工程において酸化部Ox(図3(a)参照)の厚さToを設定し、初期凹部11,12の内表面から除去される基材1の厚さTo1を算出する。酸化部Oxとして除去される基材1の厚さTo1は、酸化部Oxの厚さToの約0.45倍程度である。
First, with the target of the depths D1 and D2 of the recess 4 to be finally formed, the opening of the initial recess 11 is determined from the relationship between the size and shape of the openings 51 and 52 of the initial recesses 11 and 12, which will be described later, and the etching rate. 51, the dimension in the width W direction and the dimension in the diameter R direction of the opening 52 of the initial recess 12 are calculated.
Next, the thickness To of the oxidized portion Ox (see FIG. 3A) is set in the oxidized portion removing step described later, and the thickness To1 of the base material 1 removed from the inner surfaces of the initial recesses 11 and 12 is calculated. To do. The thickness To1 of the base material 1 removed as the oxidized portion Ox is about 0.45 times the thickness To of the oxidized portion Ox.

本実施形態では、酸化部Oxの厚さToを例えば約4μmに設定し、除去される基材1の厚さTo1を約1.8μmとする。
そして、算出した初期凹部11,12の開口部51,52の寸法を、その除去される厚さTo1分、小さくする。その小さくした寸法を、フォトレジスト3の開口部31,32の寸法とする。
これにより、フォトレジスト3の溝形状の開口部31a〜31fの幅Wがそれぞれ約2.1μmに調整され、ホール形状の開口部32の径Rが約16.4μmに調整される。
In the present embodiment, the thickness To of the oxidized portion Ox is set to about 4 μm, for example, and the thickness To1 of the substrate 1 to be removed is set to about 1.8 μm.
Then, the calculated dimensions of the openings 51 and 52 of the initial recesses 11 and 12 are reduced by the thickness To1 to be removed. The reduced size is set as the size of the openings 31 and 32 of the photoresist 3.
Thereby, the width W of the groove-shaped openings 31a to 31f of the photoresist 3 is adjusted to about 2.1 μm, and the diameter R of the hole-shaped opening 32 is adjusted to about 16.4 μm.

また、初期凹部11,12の内表面から除去される基材1の厚さTo1から、後述するエッチング工程において隔壁1wとして残存させる基材1の厚さTwを決定する。また、隔壁1wの厚さTwは、後述する酸化部形成工程において酸化されて増加する厚さを考慮して、隣接する隔壁1w同士が酸化後に緩衝しないように決定する。
ここで、隔壁1wの厚さTwは、除去される基材1の厚さTo1の2倍未満とすることが望ましい。より好ましくは、酸化部Oxとして除去される基材1の厚さTo1の約0.9倍未満とする。
Further, from the thickness To1 of the base material 1 removed from the inner surfaces of the initial recesses 11 and 12, the thickness Tw of the base material 1 remaining as the partition wall 1w is determined in an etching process described later. Further, the thickness Tw of the partition wall 1w is determined so that the adjacent partition walls 1w are not buffered after oxidation in consideration of the thickness that is increased by being oxidized in the later-described oxidation portion forming step.
Here, the thickness Tw of the partition wall 1w is preferably less than twice the thickness To1 of the base material 1 to be removed. More preferably, the thickness is less than about 0.9 times the thickness To1 of the substrate 1 to be removed as the oxidized portion Ox.

本実施形態では、後述するエッチング工程において初期凹部11a〜11fの間に残存させる隔壁1wの厚さTwを約1.25μmとする。そして、開口部31a〜31f,32の各々の幅W方向の間隔を、厚さTwと等しい約1.25μmの間隔に設定する。
ここで、溝形状の初期凹部11a〜11fの幅Wをそれぞれ約2.1μmに設定しているので、残存させる隔壁1w同士の中心間隔は約3.35μm程度に調整される。
In the present embodiment, the thickness Tw of the partition wall 1w remaining between the initial recesses 11a to 11f in the etching process described later is about 1.25 μm. And the space | interval of each width W direction of opening part 31a-31f, 32 is set to the space | interval of about 1.25 micrometers equal to thickness Tw.
Here, since the width W of each of the groove-shaped initial recesses 11a to 11f is set to about 2.1 μm, the center interval between the remaining partition walls 1w is adjusted to about 3.35 μm.

次に、フォトレジスト3の開口部31,32に露出されたハードマスク2をドライエッチングによりエッチングして、図2(a)に示すように開口部21,22を形成する。これにより、上述のように調整されたフォトレジスト3の開口部31,32の形状及び寸法と、ハードマスク2の開口部21,22の形状及び寸法とが略同一に形成される。ここで、ドライエッチングのエッチャント(エッチングガス)としては、例えば、CF系等のガスを用いることができる。   Next, the hard mask 2 exposed in the openings 31 and 32 of the photoresist 3 is etched by dry etching to form openings 21 and 22 as shown in FIG. Thereby, the shapes and dimensions of the openings 31 and 32 of the photoresist 3 adjusted as described above and the shapes and dimensions of the openings 21 and 22 of the hard mask 2 are formed substantially the same. Here, as an etchant (etching gas) for dry etching, for example, a CF-based gas can be used.

次に、ハードマスク2の表面2aのフォトレジスト3を除去して、図2(b)に示すように、ハードマスク2を露出させる。
以上により、基材1の表面1aを覆い、初期凹部11,12の形成領域の基材1を露出させる開口部21,22を備えたハードマスク2が形成される。
Next, the photoresist 3 on the surface 2a of the hard mask 2 is removed, and the hard mask 2 is exposed as shown in FIG.
By the above, the hard mask 2 provided with the opening parts 21 and 22 which covers the surface 1a of the base material 1 and exposes the base material 1 in the formation region of the initial recesses 11 and 12 is formed.

(エッチング工程)
次に、図2(c)に示すように、ハードマスク2の開口部21,22に露出された基材1を深さ方向に異方性エッチングして、基材1に複数の略円環状の溝形状の初期凹部11a〜11fと、略円筒形状のホール形状の初期凹部12とを一括して形成する。
ここでは、例えばSF6等のフッ素系のガスと酸素を用いたエッチングステップと、C4F8ガスを用いたポリマー堆積ステップとを交互に行う異方性のドライエッチングを用いて基材1をエッチングする。
(Etching process)
Next, as shown in FIG. 2C, the base material 1 exposed in the openings 21 and 22 of the hard mask 2 is anisotropically etched in the depth direction, so that the base material 1 has a plurality of substantially annular shapes. The groove-shaped initial recesses 11a to 11f and the substantially cylindrical hole-shaped initial recess 12 are collectively formed.
Here, for example, the substrate 1 is etched by anisotropic dry etching in which an etching step using fluorine gas such as SF6 and oxygen and a polymer deposition step using C4F8 gas are alternately performed.

そして、初期凹部11a〜11f,12の各々の間に基材1を隔壁1wとして残存させた状態で、基材1に開口部51a〜51f,52の寸法及び形状が異なる複数の初期凹部11a〜11f,12を一括して形成する。
ことのき、後述するマイクロローディング効果により、基材1が初期凹部11,12の開口部51,52の寸法及び形状に応じた異なるエッチング速度でエッチングされる。そして、初期凹部11,12が異なる深さd1,d2に一括して形成される。
And in the state which left the base material 1 as the partition 1w between each of the initial recessed parts 11a-11f, 12, several initial recessed parts 11a- from which the dimension and shape of opening part 51a-51f, 52 differ in the base material 1. 11f and 12 are formed together.
At this time, the substrate 1 is etched at different etching rates depending on the dimensions and shapes of the openings 51 and 52 of the initial recesses 11 and 12 by the microloading effect described later. The initial recesses 11 and 12 are collectively formed at different depths d1 and d2.

また、初期凹部11,12の開口部51,52は、ハードマスク2の開口部21,22と略同一の寸法及び形状に形成される。すなわち、上述のように調整されたフォトレジスト3の開口部31,32の寸法及び形状と略同一に形成される。そのため、初期凹部11,12の深さd1,d2が所定の値に制御される。   Further, the openings 51 and 52 of the initial recesses 11 and 12 are formed to have substantially the same size and shape as the openings 21 and 22 of the hard mask 2. That is, it is formed in substantially the same size and shape as the openings 31 and 32 of the photoresist 3 adjusted as described above. Therefore, the depths d1 and d2 of the initial recesses 11 and 12 are controlled to a predetermined value.

そして、初期凹部11,12は、後述する工程において基材1が酸化部Oxとして除去される厚さTo1分、最終的に形成される凹部4よりも小さく形成される。換言すると、凹部4の内表面よりも凹部4の内側に形成される。また、上述のように形成されたハードマスク2により、初期凹部11a〜11f,12の各々の間に、隔壁1wが、後述する酸化部形成工程において完全に酸化される厚さTwで残存する。本実施形態では、隔壁1wの厚さTwが約1.25μmに形成される。   And the initial recessed parts 11 and 12 are formed smaller than the recessed part 4 finally formed by thickness To1 by which the base material 1 is removed as the oxidation part Ox in the process mentioned later. In other words, it is formed inside the recess 4 rather than the inner surface of the recess 4. In addition, the hard mask 2 formed as described above leaves the partition wall 1w between each of the initial recesses 11a to 11f and 12 with a thickness Tw that is completely oxidized in the oxidation portion forming process described later. In the present embodiment, the thickness 1w of the partition wall 1w is formed to be about 1.25 μm.

また、ハードマスク2の開口部21a〜21fの各々は、フォトレジスト3の開口部31a〜31fの各々と略同一の形状及び寸法に形成されている。したがって、ハードマスク2の開口部21a〜21fの各々は、幅W方向(図1(b)参照)の寸法が略同一に形成されている。また、すべてが略同等の円環状の均一な溝形状に形成されている。
そのため、隣接する複数の初期凹部11a〜11fの各々の開口部51a〜51fの幅W方向の寸法が均一(略同一)に形成される。これにより、初期凹部11a〜11fの各々が略同一のエッチング速度でエッチングされ、略同一の深さd1に形成される。
Further, each of the openings 21 a to 21 f of the hard mask 2 is formed in substantially the same shape and size as each of the openings 31 a to 31 f of the photoresist 3. Therefore, each of the openings 21a to 21f of the hard mask 2 is formed to have substantially the same dimension in the width W direction (see FIG. 1B). Moreover, all are formed in the substantially uniform annular | circular shaped uniform groove shape.
Therefore, the dimensions in the width W direction of the openings 51a to 51f of the plurality of adjacent initial recesses 11a to 11f are formed uniformly (substantially the same). As a result, each of the initial recesses 11a to 11f is etched at substantially the same etching rate, and is formed at substantially the same depth d1.

(酸化部形成工程)
次に、基材1の表面1aのハードマスク2を除去した後、初期凹部11,12の底面及び内側面を含む内表面の基材1を酸化することで、基材1の表面1aおよび隔壁1wの全体を酸化して、図3(a)に示すように、所定の厚さToの酸化部Oxを形成する。
初期凹部11,12の内表面の酸化は、例えば初期凹部11,12の内表面を高温に加熱して酸化する熱酸化により行うことができる。酸化部Oxの厚さToは、熱酸化における温度や加熱時間等を調整することにより制御することができる。本実施形態では、熱酸化を例えば1000℃以上の高温で行う。そして、基材1を厚さTo1分酸化する。
(Oxidation part formation process)
Next, after removing the hard mask 2 on the surface 1a of the substrate 1, the surface 1a of the substrate 1 and the partition walls are oxidized by oxidizing the substrate 1 on the inner surface including the bottom surface and the inner surface of the initial recesses 11 and 12. The whole 1w is oxidized to form an oxidized portion Ox having a predetermined thickness To as shown in FIG.
The oxidation of the inner surfaces of the initial recesses 11 and 12 can be performed by, for example, thermal oxidation in which the inner surfaces of the initial recesses 11 and 12 are heated to high temperatures to be oxidized. The thickness To of the oxidized portion Ox can be controlled by adjusting the temperature, the heating time, etc. in the thermal oxidation. In this embodiment, thermal oxidation is performed at a high temperature of, for example, 1000 ° C. or higher. Then, the base material 1 is oxidized by the thickness To1.

本実施形態では、初期凹部11,12の内表面の基材1が厚さTo1分の約1.8μm酸化されて、厚さToが約4μmの酸化部Oxが形成される。そして、初期凹部11,12の開口部51,52の幅W方向の寸法、すなわち隔壁1w同士の間隔は約0.57μmとなる。また、隔壁1wが完全に酸化され、厚さTwが約1.25μmから約2.78μm程度に増加する。   In the present embodiment, the base material 1 on the inner surface of the initial recesses 11 and 12 is oxidized by about 1.8 μm for a thickness To1, and an oxidized portion Ox having a thickness To of about 4 μm is formed. And the dimension of the opening parts 51 and 52 of the initial stage recessed parts 11 and 12 in the width W direction, ie, the space | interval of the partition 1w, is set to about 0.57 micrometer. Further, the partition wall 1w is completely oxidized, and the thickness Tw is increased from about 1.25 μm to about 2.78 μm.

(酸化部除去工程)
次に、上述の工程で酸化させた初期凹部11,12の内表面と隔壁1wとを含む酸化部Oxを除去して、図3(b)に示すように凹部4の全体の形状を形成する。ここでは、酸化部Oxの除去は、エッチング液を用いたウェットエッチングにより行う。
これにより、初期凹部11,12を隔離していた隔壁1wが除去されて、基材1の表面1aからの深さD1,D2が異なる底面4b1,4b2の間に、深さD1,D2方向の段差G1が形成される。
以上の工程により、内側に段差G1を有する多段構造の凹部4が基材1に形成される。
(Oxidation removal process)
Next, the oxidized portion Ox including the inner surfaces of the initial recesses 11 and 12 oxidized in the above-described steps and the partition wall 1w is removed to form the entire shape of the recess 4 as shown in FIG. . Here, the oxidation portion Ox is removed by wet etching using an etchant.
Thereby, the partition wall 1w that has isolated the initial recesses 11 and 12 is removed, and the depths D1 and D2 in the direction of the depths D1 and D2 are between the bottom surfaces 4b1 and 4b2 having different depths D1 and D2 from the surface 1a of the substrate 1. A step G1 is formed.
Through the above-described steps, the multi-stage recessed portion 4 having the step G1 on the inner side is formed in the base material 1.

次に、本実施形態の作用について説明する。
図4は、上述のエッチング工程において基材1を一定の時間エッチングしたときの初期凹部11,12の開口部51,52の寸法及び形状とエッチング深さd1,d2との関係を示すグラフである。
図4中、縦軸は初期凹部11,12のエッチングの深さd1,d2を示し、所定のエッチング深さd1,d2(100μm以上)を「1」として表している。横軸は、初期凹部11,12の開口部51,52の寸法を示す対数軸である。
また、図4中、実線は溝形状の初期凹部11のデータを、破線はホール形状の初期凹部12のデータを示している。また、溝形状の初期凹部11の寸法は幅Wを、ホール形状の初期凹部12の寸法は径Rをそれぞれ示している。
Next, the operation of this embodiment will be described.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the size and shape of the openings 51 and 52 of the initial recesses 11 and 12 and the etching depths d1 and d2 when the substrate 1 is etched for a certain time in the above-described etching process. .
In FIG. 4, the vertical axis indicates the etching depths d1 and d2 of the initial recesses 11 and 12, and the predetermined etching depths d1 and d2 (100 μm or more) are represented as “1”. The horizontal axis is a logarithmic axis indicating the dimensions of the openings 51 and 52 of the initial recesses 11 and 12.
In FIG. 4, the solid line indicates data of the groove-shaped initial recess 11, and the broken line indicates data of the hole-shaped initial recess 12. The dimension of the groove-shaped initial recess 11 indicates the width W, and the dimension of the hole-shaped initial recess 12 indicates the diameter R.

図4に示すように、溝形状の初期凹部11の幅W寸法とホール形状の初期凹部12の径R寸法とが同等であった場合、寸法が100μm以下では、同じエッチング時間であっても、所定の深さまでは溝形状の初期凹部11の方がホール形状の初期凹部12よりもエッチング深さd1が深くなる。
すなわち、幅W寸法と径R寸法とが同等であった場合、溝形状の初期凹部11のエッチング速度の方が、ホール形状の初期凹部12のエッチング速度よりも大きくなる。
このように、エッチング速度は初期凹部11,12の開口部51,52の形状に依存する。
As shown in FIG. 4, when the width W dimension of the groove-shaped initial recess 11 and the diameter R dimension of the hole-shaped initial recess 12 are equal, when the dimension is 100 μm or less, even with the same etching time, At a predetermined depth, the groove-shaped initial recess 11 has a deeper etching depth d1 than the hole-shaped initial recess 12.
That is, when the width W dimension and the diameter R dimension are equal, the etching rate of the groove-shaped initial recess 11 is larger than the etching rate of the hole-shaped initial recess 12.
Thus, the etching rate depends on the shapes of the openings 51 and 52 of the initial recesses 11 and 12.

また、溝形状の初期凹部11の幅W寸法を大きくすることで、一定時間内により深い初期凹部11を形成することができる。すなわち、エッチング速度を上昇させることができる。同様に、ホール形状の初期凹部12の径R寸法を大きくすることで、エッチング速度を上昇させ、一定時間内により深い初期凹部12を形成することができる。
また、ホール形状の初期凹部12の径R寸法を、溝形状の初期凹部11の幅W寸法よりも、所定の比率大きくすることで、一定時間内に形成されるホール形状の初期凹部12の深さd2を、溝形状の初期凹部11の深さd1よりも深くすることができる。
Further, by increasing the width W dimension of the groove-shaped initial recess 11, the deeper initial recess 11 can be formed within a certain time. That is, the etching rate can be increased. Similarly, by increasing the diameter R dimension of the hole-shaped initial recess 12, the etching rate can be increased and the deeper initial recess 12 can be formed within a certain time.
In addition, by making the diameter R dimension of the hole-shaped initial recess 12 larger than the width W dimension of the groove-shaped initial recess 11 by a predetermined ratio, the depth of the hole-shaped initial recess 12 formed within a predetermined time is increased. The length d2 can be made deeper than the depth d1 of the groove-shaped initial recess 11.

本実施形態では、上述のようにフォトレジスト3の溝形状の開口部31a〜31fの幅Wがそれぞれ約2.1μmに調整され、ホール形状の開口部32の径Rが幅Wよりも十分に大きい約16.4μmに調整されている。そして、ハードマスク2の開口部21,22が同様の寸法及び形状に形成され、さらに初期凹部11,12の開口部51,52の寸法及び形状も同様に形成されている。   In the present embodiment, as described above, the width W of the groove-shaped openings 31a to 31f of the photoresist 3 is adjusted to about 2.1 μm, and the diameter R of the hole-shaped opening 32 is sufficiently larger than the width W. It is adjusted to a large size of about 16.4 μm. The openings 21 and 22 of the hard mask 2 are formed in the same size and shape, and the sizes and shapes of the openings 51 and 52 of the initial recesses 11 and 12 are also formed in the same manner.

すなわち、ホール形状の初期凹部12の開口部52の径R寸法が、溝形状の初期凹部11の開口部51の幅W寸法よりも、十分に大きく形成されている。これにより、ホール形状の初期凹部12における基材1のエッチング速度を溝形状の初期凹部11のエッチング速度よりも大きくすることができる。そして、所定時間エッチングすることで、ホール形状の初期凹部12の開口部52の深さd2が約58.2μmに形成され、溝形状の初期凹部11の深さd2がそれよりも浅い約38.2μmに形成される。   That is, the diameter R dimension of the opening 52 of the hole-shaped initial recess 12 is formed sufficiently larger than the width W dimension of the opening 51 of the groove-shaped initial recess 11. Thereby, the etching rate of the base material 1 in the hole-shaped initial recess 12 can be made larger than the etching rate of the groove-shaped initial recess 11. Then, by etching for a predetermined time, the depth d2 of the opening 52 of the hole-shaped initial recess 12 is formed to about 58.2 μm, and the depth d2 of the groove-shaped initial recess 11 is about 38.degree. It is formed to 2 μm.

この際、初期凹部11a〜11f,12の内側面を構成する基材1が、初期凹部11a〜11f,12の間に初期凹部11a〜11f,12同士を隔離する隔壁1wとして残存した状態で、初期凹部11a〜11f,12が形成される。すなわち、エッチングの深さd1,d2の異なる複数の初期凹部11,12が、それぞれ隔壁1wにより分離され、隔離された状態でエッチングされる。   At this time, the base material 1 constituting the inner surface of the initial recesses 11a to 11f and 12 remains as a partition wall 1w that separates the initial recesses 11a to 11f and 12 between the initial recesses 11a to 11f and 12, Initial recesses 11a to 11f and 12 are formed. That is, the plurality of initial recesses 11 and 12 having different etching depths d1 and d2 are separated by the partition wall 1w and etched in an isolated state.

そして、初期凹部11,12の内表面と隔壁1wとが酸化されて酸化部Oxとなり、酸化部Oxが除去されて凹部4の全体の形状が形成される。このとき、凹部4の内表面が平滑化される。また、基材1の表面1a方向に隣接する初期凹部11,12同士を隔離する隔壁1wが除去されて、凹部4の内側に深さD1,D2方向の段差G1が形成される。   Then, the inner surfaces of the initial recesses 11 and 12 and the partition wall 1w are oxidized to form an oxidized portion Ox, and the oxidized portion Ox is removed to form the entire shape of the recessed portion 4. At this time, the inner surface of the recess 4 is smoothed. Further, the partition wall 1w that separates the initial recesses 11 and 12 adjacent to each other in the surface 1a direction of the base material 1 is removed, and a step G1 in the depth D1 and D2 direction is formed inside the recess 4.

ここで、本実施形態との比較のため、図8(a)〜(b)及び図9(a)〜(c)に従来のシリコン構造体の製造方法を説明する断面図を示す。
従来の製造方法では、図8に示すように、基材10をエッチングして深さの異なる底面401b及び402bを有する凹部40を形成する際に、深さの異なる領域の境界(図8(a)のB部)が存在している。
Here, for comparison with the present embodiment, FIGS. 8A to 8B and FIGS. 9A to 9C are cross-sectional views illustrating a conventional method for manufacturing a silicon structure.
In the conventional manufacturing method, as shown in FIG. 8, when the recess 10 having the bottom surfaces 401b and 402b having different depths is formed by etching the substrate 10, the boundary between regions having different depths (FIG. ) Part B).

このような深さの異なる領域の境界において、図8(a)〜(b)に示すように、凹部40の内側面402aに凹凸が形成されると、次のような問題がある。例えば、内側面402aの凸部402cの影響により、内側面402aへのポリマーの堆積が阻害される場合がある。このような場合には、凹部40の段差Gの近傍の内側面402aに薄膜が形成されなかったり、その部分の薄膜の膜厚が薄くなったりしてしまう場合がある。   When irregularities are formed on the inner side surface 402a of the recess 40 as shown in FIGS. 8A to 8B at the boundary between regions having different depths, the following problems arise. For example, polymer deposition on the inner surface 402a may be hindered by the influence of the convex portion 402c of the inner surface 402a. In such a case, a thin film may not be formed on the inner surface 402a in the vicinity of the step G of the recess 40, or the thickness of the thin film in that portion may be reduced.

また、従来の製造方法では、凹部40の最深部の形状を形成した後、凹部40の最深部の底面402bと、基材10の凹部形成領域40Aとを一括してエッチングする際に、次のような問題がある。例えば、最深部の底面402bと、それよりも浅い位置の底面401bとではエッチング条件が異なる。そのため、ポリマーを堆積させる工程における各種パラメータの調整幅(プロセスマージン)が非常に狭くなり、薄膜の膜厚を均一にすることが非常に困難である。   Further, in the conventional manufacturing method, after forming the shape of the deepest portion of the concave portion 40, when the bottom surface 402b of the deepest portion of the concave portion 40 and the concave portion formation region 40A of the base material 10 are collectively etched, There is a problem like this. For example, the etching conditions are different between the bottom surface 402b at the deepest portion and the bottom surface 401b at a shallower position. For this reason, the adjustment width (process margin) of various parameters in the process of depositing the polymer is very narrow, and it is very difficult to make the film thickness uniform.

このように、凹部40の内側面402aの段差Gの近傍に堆積した薄膜の膜厚が薄過ぎる場合には、横方向(深さ方向と垂直な方向)にエッチングが進行し、凹部40の段差Gの角Cがエッチングされる。そして、図9(a)に示すように、凹部40の最深部の内側面402aがテーパ状に形成されてしまう。   As described above, when the thickness of the thin film deposited in the vicinity of the step G on the inner surface 402a of the recess 40 is too thin, the etching proceeds in the lateral direction (direction perpendicular to the depth direction), and the step of the recess 40 G corner C is etched. And as shown to Fig.9 (a), the inner surface 402a of the deepest part of the recessed part 40 will be formed in a taper shape.

反対に、凹部40の内側面402aの薄膜の膜厚が厚過ぎる場合には、図8(b)に示すように凸部402cの影となった部分が、異方性のドライエッチングのエッチングステップにおいて残存する場合がある。このような場合には、図9(b)に示すように、凹部40の段差Gに基材10が突起状に残存してしまう。   On the other hand, when the film thickness of the inner surface 402a of the recess 40 is too thick, the shadowed portion of the protrusion 402c is an anisotropic dry etching etching step as shown in FIG. May remain. In such a case, as shown in FIG. 9B, the base material 10 remains in a protruding shape at the step G of the recess 40.

また、図9(c)に示すように、エッチングによって凹部40の最深部の底面402bが荒れた状態になった場合には、次のような問題がある。例えば、薄膜を堆積させる工程において凹部40の最深部の角Cb(底面402bと内側面402aとの境界)の近傍においてポリマーが均一に堆積されず、エッチングにより凹部40の最深部の内側面402aも荒れた状態になってしまう。   As shown in FIG. 9C, when the bottom surface 402b of the deepest portion of the recess 40 is roughened by etching, there are the following problems. For example, in the step of depositing the thin film, the polymer is not uniformly deposited in the vicinity of the deepest corner Cb (the boundary between the bottom surface 402b and the inner surface 402a) of the recess 40, and the inner surface 402a of the deepest portion of the recess 40 is also etched. It will be in a rough state.

しかし、本実施形態では、図2(c)に示すように、エッチングの深さd1,d2の異なる複数の初期凹部11,12が、それぞれ隔壁1wにより分離され、隔離された状態でエッチングされる。そのため、エッチング工程において、従来のように深さが異なる領域の境界が発生しない。したがって、図9(a)〜(c)に示すような従来の製造方法における問題を解消することができる。これにより、初期凹部11,12を高いアスペクト比で高精度に形成することが可能となる。   However, in the present embodiment, as shown in FIG. 2C, the plurality of initial recesses 11 and 12 having different etching depths d1 and d2 are separated by the partition walls 1w and etched in an isolated state. . Therefore, in the etching process, there is no boundary between regions having different depths as in the conventional case. Therefore, the problem in the conventional manufacturing method as shown in FIGS. 9A to 9C can be solved. Thereby, the initial recesses 11 and 12 can be formed with high aspect ratio and high accuracy.

また、エッチング工程において、基材1のエッチングを異方性のドライエッチングにより行うことで、基材1を深さ方向に選択的にエッチングすることができる。
また、初期凹部11,12の開口部51,52の寸法または形状を調整して初期凹部11,12の深さを制御することができる。
Moreover, in the etching process, the base material 1 can be selectively etched in the depth direction by etching the base material 1 by anisotropic dry etching.
Further, the depths of the initial recesses 11 and 12 can be controlled by adjusting the size or shape of the openings 51 and 52 of the initial recesses 11 and 12.

すなわち、図4に示すように、初期凹部11,12の開口部51,52の幅W及び径R寸法を大きくして基材1のエッチング速度を上昇させ、所定時間内に形成される初期凹部11,12の深さd1,d2を深くすることができる。また、初期凹部11,12の開口部51,52の幅W及び径R寸法を小さくして基材1のエッチング速度を低下させ、所定時間内に形成される初期凹部11,12の深さd1,d2を浅くすることができる。また、初期凹部11,12の開口部51,52の形状を溝形状またはホール形状のいずれかに調整して基材1のエッチング速度を調整することができる。
したがって、凹部4の内側に所望の寸法及び形状の段差G1を高精度に形成することができる。
That is, as shown in FIG. 4, the initial recesses formed within a predetermined time by increasing the width W and the diameter R of the openings 51 and 52 of the initial recesses 11 and 12 to increase the etching rate of the substrate 1. The depths d1 and d2 of 11 and 12 can be increased. In addition, the widths W and diameters R of the openings 51 and 52 of the initial recesses 11 and 12 are reduced to reduce the etching rate of the substrate 1, and the depth d1 of the initial recesses 11 and 12 formed within a predetermined time. , D2 can be made shallower. Moreover, the etching rate of the base material 1 can be adjusted by adjusting the shape of the openings 51 and 52 of the initial recesses 11 and 12 to either the groove shape or the hole shape.
Therefore, the step G1 having a desired size and shape can be formed with high accuracy inside the recess 4.

また、深さd1,d2の異なる初期凹部11,12を一括して形成することができるので、従来よりも工程数を削減するとともに、プロセスマージンを拡大し、製造工程を容易にすることができる。   In addition, since the initial recesses 11 and 12 having different depths d1 and d2 can be formed at a time, the number of steps can be reduced as compared with the conventional method, the process margin can be increased, and the manufacturing process can be facilitated. .

また、ハードマスク2の複数の溝形状の開口部21a〜21fは、各々の幅W方向の寸法が略等しくなるようにパターニングされたフォトレジスト3の溝形状の開口部31a〜31fと略同一の形状及び寸法に形成されている。そのため、エッチング工程において、隣接する複数の初期凹部11a〜11fの開口部51a〜51fの寸法および形状が同等に形成される。これにより、隣接する複数の初期凹部11a〜11fの深さが同等に形成される。
したがって、酸化部除去工程において、これら溝形状の初期凹部11a〜11fの間の隔壁1wを除去することによって、凹部4の底面4b1を所望の寸法、形状に形成することができる。
Also, the plurality of groove-shaped openings 21a to 21f of the hard mask 2 are substantially the same as the groove-shaped openings 31a to 31f of the photoresist 3 patterned so that the dimensions in the width W direction are substantially equal to each other. Shaped and dimensioned. Therefore, in the etching process, the sizes and shapes of the openings 51a to 51f of the plurality of adjacent initial recesses 11a to 11f are equally formed. Thereby, the depth of several adjacent initial stage recessed parts 11a-11f is formed equally.
Therefore, by removing the partition walls 1w between the groove-shaped initial recesses 11a to 11f in the oxidized portion removing step, the bottom surface 4b1 of the recess 4 can be formed in a desired size and shape.

また、酸化部形成工程において、初期凹部11,12の内表面と、初期凹部11a〜11f,12の間に残存した隔壁1wとが酸化されて酸化部Oxとなる。
このとき、図2(c)に示すように、初期凹部11,12が、最終的に形成される凹部4の内表面から、基材1の酸化部Oxに加工される厚さTo1分小さく(凹部4の内側に)形成されている。
In the oxidized portion forming step, the inner surfaces of the initial recesses 11 and 12 and the partition walls 1w remaining between the initial recesses 11a to 11f and 12 are oxidized to become oxidized portions Ox.
At this time, as shown in FIG. 2C, the initial recesses 11 and 12 are smaller than the inner surface of the recess 4 finally formed by the thickness To1 processed into the oxidized portion Ox of the substrate 1 ( Formed inside the recess 4).

そのため、初期凹部11,12の内表面の基材1が、最終的に形成される凹部4の内表面(内側面4a1,4a2及び底面4b1、4b2)の境界まで酸化されて酸化部Oxとなる。そして、その酸化部Oxが酸化部除去工程において除去される。したがって、凹部4を従来よりも高い加工精度で加工することができる。
また、酸化部Oxの除去により、凹部4の内表面の凹凸を平滑化することができ、従来のように凹部4の内表面が荒れた状態となることを防止できる。
Therefore, the base material 1 on the inner surface of the initial recesses 11 and 12 is oxidized to the boundary of the inner surface (the inner side surfaces 4a1 and 4a2 and the bottom surfaces 4b1 and 4b2) of the recesses 4 to be finally formed to become the oxidized portion Ox. . Then, the oxidized portion Ox is removed in the oxidized portion removing step. Therefore, the recess 4 can be processed with higher processing accuracy than before.
Further, by removing the oxidized portion Ox, the unevenness of the inner surface of the recess 4 can be smoothed, and it is possible to prevent the inner surface of the recess 4 from becoming rough as in the prior art.

また、エッチング工程において、隔壁1wの厚さが酸化部形成工程において完全に酸化される厚さに調整されている。すなわち、隔壁1wの厚さTwは、除去される基材1の厚さTo1の2倍未満に形成されている。隔壁1wは凹部酸化工程において両方向(凹部4の内側方向と外側方向)から酸化される。そのため、隔壁1wの厚さTwを、基材1が酸化部Oxとして加工される厚さTo1の2倍未満に設定することで、凹部4の内表面に厚さToの酸化部Oxが形成されたときに、隔壁1wを完全に酸化させることができる。   Further, in the etching process, the thickness of the partition wall 1w is adjusted to a thickness that is completely oxidized in the oxidized portion forming process. That is, the thickness Tw of the partition wall 1w is less than twice the thickness To1 of the base material 1 to be removed. The partition wall 1w is oxidized from both directions (the inner direction and the outer direction of the recess 4) in the recess oxidation step. Therefore, by setting the thickness Tw of the partition wall 1w to be less than twice the thickness To1 where the base material 1 is processed as the oxidized portion Ox, the oxidized portion Ox having the thickness To is formed on the inner surface of the recess 4. In this case, the partition wall 1w can be completely oxidized.

また、本実施形態では、隔壁1wの厚さTwが、酸化部Oxとして除去される基材1の厚さTo1の0.9倍未満の、より好ましい約1.25μmとされている。これにより、酸化部形成工程において隔壁1wを完全に酸化することができる。
したがって、酸化部除去工程において、初期凹部11a〜11f,12の間に残存させた隔壁1wをより確実かつ容易に除去することができる。
In the present embodiment, the thickness Tw of the partition wall 1w is set to about 1.25 μm, which is more preferably less than 0.9 times the thickness To1 of the base material 1 to be removed as the oxidized portion Ox. Thereby, the partition wall 1w can be completely oxidized in the oxidation part forming step.
Therefore, the partition wall 1w remaining between the initial recesses 11a to 11f, 12 can be more reliably and easily removed in the oxidation portion removing step.

また、隔壁1wの厚さTwは、酸化部形成工程において酸化されて増加する厚さを考慮して、隣接する隔壁1w同士が酸化後に緩衝しないように決定されている。
本実施形態では、酸化前の隔壁1wの厚さTwは、それぞれより好ましい約1.25μmに設定され、隔壁1w同士の中心間隔は約3.35μmである。また、酸化前の初期凹部11a〜11fの開口部51a〜51fの幅W方向の寸法が約2.1μmに形成されている。そのため、酸化後に隔壁1wの厚さTwが増加して約2.78μmになった場合でも、隔壁1w同士の間に約0.57μmの間隔を形成することができる。これにより、酸化後の隔壁1w同士の緩衝を防止することができる。
Further, the thickness Tw of the partition wall 1w is determined so that the adjacent partition walls 1w are not buffered after oxidation in consideration of the thickness that is increased by being oxidized in the oxidation portion forming step.
In the present embodiment, the thickness Tw of the partition wall 1w before oxidation is set to a more preferable about 1.25 μm, and the center interval between the partition walls 1w is about 3.35 μm. The dimension in the width W direction of the openings 51a to 51f of the initial recesses 11a to 11f before oxidation is formed to be about 2.1 μm. Therefore, even when the thickness Tw of the partition wall 1w is increased to about 2.78 μm after oxidation, an interval of about 0.57 μm can be formed between the partition walls 1w. Thereby, the buffering between the partition walls 1w after oxidation can be prevented.

また、熱酸化により酸化部Oxを形成することで、加熱温度及び加熱時間等を調整して酸化部Oxの厚さToを制御することができる。したがって、酸化部Oxの厚さToの調整を容易にして、凹部4の内表面に均一な厚さToの酸化部Oxを形成することができる。なお、酸化部Oxの厚さToは、酸化前の基材1の厚さTo1よりも厚くなる。
また、熱酸化を例えば1000℃以上の温度で行うことで、基材1を酸化して酸化部Oxを形成する際の面方位依存性を極小化することができる。これにより、初期凹部11,12の底面に形成された酸化部Oxの厚さToと、初期凹部11,12の内側面に形成された酸化部Oxの厚さToとを均等にすることができる。
Further, by forming the oxidized portion Ox by thermal oxidation, the heating temperature, the heating time, and the like can be adjusted to control the thickness To of the oxidized portion Ox. Therefore, the thickness To of the oxidized portion Ox can be easily adjusted, and the oxidized portion Ox having a uniform thickness To can be formed on the inner surface of the recess 4. In addition, the thickness To of the oxidation part Ox becomes thicker than the thickness To1 of the base material 1 before oxidation.
Further, by performing the thermal oxidation at a temperature of, for example, 1000 ° C. or more, the plane orientation dependency when the base material 1 is oxidized to form the oxidized portion Ox can be minimized. Thereby, the thickness To of the oxidized portion Ox formed on the bottom surface of the initial concave portions 11 and 12 and the thickness To of the oxidized portion Ox formed on the inner surface of the initial concave portions 11 and 12 can be made equal. .

また、酸化部除去工程において、酸化部Oxが除去されて凹部4の全体の形状が形成される。これにより、凹部4の内表面が平滑化される。
さらに、深さの異なる初期凹部11,12の間の隔壁1wを除去して、凹部4の内側に深さ方向の段差G1を形成ことができる。
Further, in the oxidized portion removing step, the oxidized portion Ox is removed and the entire shape of the recess 4 is formed. Thereby, the inner surface of the recessed part 4 is smoothed.
Further, the partition wall 1w between the initial recesses 11 and 12 having different depths can be removed, and the step G1 in the depth direction can be formed inside the recess 4.

また、初期凹部11,12の内表面及び隔壁1wを酸化(加工)してシリコン酸化物からなる酸化部Oxを形成することで、酸化部除去工程においてシリコン酸化物とシリコンとの材質の差異を利用して、酸化部Oxを選択的に除去することができる。   Further, by oxidizing (processing) the inner surfaces of the initial recesses 11 and 12 and the partition wall 1w to form an oxidized portion Ox made of silicon oxide, the difference in material between silicon oxide and silicon can be reduced in the oxidized portion removing step. By utilizing this, the oxidized portion Ox can be selectively removed.

また、エッチング工程においてハードマスク2により、初期凹部11,12の開口部51,52の形状及び寸法を規定することで、初期凹部11,12の形成領域以外の領域をハードマスク2により保護した状態で基材1をエッチングすることができる。これにより、初期凹部11,12の開口部51,52の寸法及び形状、隔壁1wとして残存させる基材1の厚さTwを規定することができる。   Further, by defining the shapes and dimensions of the openings 51 and 52 of the initial recesses 11 and 12 by the hard mask 2 in the etching process, a region other than the formation region of the initial recesses 11 and 12 is protected by the hard mask 2 The substrate 1 can be etched. Thereby, the dimension and shape of the opening parts 51 and 52 of the initial stage recessed parts 11 and 12 and the thickness Tw of the base material 1 left as the partition 1w can be prescribed | regulated.

また、シリコン酸化物からなるハードマスク2を用いることで、酸化部除去工程において酸化部Oxの除去と一括してハードマスク2を除去することが可能となる。この際、酸化部除去工程をウェットエッチングにより行うことで、基材1にほぼ影響を与えることなく酸化部Oxとハードマスク2とを一括して選択的に除去することができる。
また、異方性のドライエッチングによって基材1をエッチングする際に、ハードマスク2と基材1との選択比を利用して凹部4を段階的にエッチングすることができる。したがって、凹部4を多段状に形成することが可能となる。
Further, by using the hard mask 2 made of silicon oxide, the hard mask 2 can be removed together with the removal of the oxidized portion Ox in the oxidized portion removing step. At this time, by performing the oxidized portion removing step by wet etching, the oxidized portion Ox and the hard mask 2 can be selectively removed collectively without substantially affecting the substrate 1.
Moreover, when etching the base material 1 by anisotropic dry etching, the recessed part 4 can be etched in steps using the selection ratio of the hard mask 2 and the base material 1. FIG. Therefore, it becomes possible to form the recessed part 4 in multistage shape.

以上説明したように、本実施形態のシリコン構造体の製造方法によれば、内側に段差G1を有する高アスペクト比の凹部4を高い加工精度で容易に形成することができる。
したがって、内側に複数の段差を有する多段のトレンチ、多段のホールや、トレンチとホールの組合せの構造等の複雑な構造においても、高い加工精度で安定的にシリコンを加工できる。
As described above, according to the silicon structure manufacturing method of the present embodiment, the high aspect ratio concave portion 4 having the step G1 on the inside can be easily formed with high processing accuracy.
Therefore, silicon can be stably processed with high processing accuracy even in a complicated structure such as a multi-stage trench having a plurality of steps inside, a multi-stage hole, or a combination of a trench and a hole.

また、凹部4の形状が崩れたり、不安定な形状になったりすることを防止することができるため、再現性の良好なシリコンの加工が可能になる。さらに、エッチング工程におけるプロセスの変動(製造に影響するパラメータ等の変動)を最小限にすることができるため、大きなプロセスマージン(製造工程におけるパラメータの変動幅)を確保することができる。加えて、高い加工精度で安定してシリコンを加工できることにより、MEMSの小型・高性能化、高信頼性化を実現することができる。   In addition, since the shape of the concave portion 4 can be prevented from collapsing or becoming an unstable shape, silicon with good reproducibility can be processed. Furthermore, since process variations (variations in parameters and the like affecting production) in the etching process can be minimized, a large process margin (variation width of parameters in the production process) can be ensured. In addition, since silicon can be processed stably with high processing accuracy, the MEMS can be reduced in size, performance, and reliability.

<第二実施形態>
次に、本発明の第二実施形態について、図1〜図4を援用し、図5を用いて説明する。本実施形態では、凹部41が溝形状となっている点で、上述の第一実施形態で説明したシリコン構造体の製造方法と異なっている。その他の点は第一実施形態と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。
図5(a)は本実施形態において最終的に形成する凹部41の斜視断面図であり、図5(b)は、フォトレジスト3の開口部の平面図である。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is different from the silicon structure manufacturing method described in the first embodiment in that the recess 41 has a groove shape. Since the other points are the same as in the first embodiment, the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
FIG. 5A is a perspective sectional view of the recess 41 finally formed in this embodiment, and FIG. 5B is a plan view of the opening of the photoresist 3.

(マスクパターン形成工程)
図5(a)に示すように、内側に段差G11を有する溝形状の凹部41を形成する場合には、まず、図1(a)に示す第一実施形態と同様に、基材1の表面1aにハードマスク2を形成し、ハードマスク2の表面にフォトレジスト3を形成する。
そして、図5(b)に示すように、フォトレジスト3をパターニングして、幅W1が略等しい複数の溝形状の開口部311a〜311fと、幅W2が幅W1よりも大きい溝形状の開口部321を形成する。
(Mask pattern forming process)
As shown in FIG. 5A, when forming the groove-shaped recess 41 having the step G11 on the inside, first, as in the first embodiment shown in FIG. A hard mask 2 is formed on 1 a and a photoresist 3 is formed on the surface of the hard mask 2.
Then, as shown in FIG. 5B, the photoresist 3 is patterned to form a plurality of groove-shaped openings 311a to 311f having substantially the same width W1, and a groove-shaped opening having a width W2 larger than the width W1. 321 is formed.

開口部311a〜311f,321の各々の間には、第一実施形態と同様に、エッチング工程において隔壁1w(図2(c)参照)として残存させる基材1の厚さTw分の間隔を幅W1,W2方向にあけておく。
また、開口部311,322の形状及び寸法は、図2(c)に示す第一実施形態と同様に、エッチング工程において形成される初期凹部(図示省略)の深さと、開口部の寸法及び形状と基材1のエッチング速度との関係に応じて調整する。
Between each of the openings 311 a to 311 f and 321, as in the first embodiment, an interval corresponding to the thickness Tw of the base material 1 left as a partition wall 1 w (see FIG. 2C) in the etching step is wide. Open in the W1 and W2 directions.
Further, the shapes and dimensions of the openings 311 and 322 are the same as in the first embodiment shown in FIG. 2C, the depth of the initial recess (not shown) formed in the etching process, and the dimensions and shapes of the openings. It adjusts according to the relationship between the etching rate of the base material 1, and.

また、第一実施形態と同様に、初期凹部の深さが、最終的に形成される凹部41の深さD11,D21よりも、後述する酸化部除去工程において酸化部Ox(図3(a)参照)として除去される基材1の厚さTo1分小さく(内側に)なるように調整する。   Similarly to the first embodiment, the depth of the initial concave portion is larger than the depths D11 and D21 of the concave portion 41 to be finally formed in the oxidized portion removing process described later (see FIG. 3A). As a reference), the thickness of the substrate 1 to be removed is adjusted to be smaller (inward) by the thickness To1.

隣接して複数設けられた開口部311の最も外側の開口部311fは、第一実施形態と同様に、最終的に形成される凹部41の開口部51よりも、基材1が酸化部Oxとして除去される厚さTo1分、幅W1方向の内側に配置する。
また、開口部311,321は、幅W1,W2方向と直交する開口部311,322の延在方向に、最終的に形成される凹部41の開口部51よりも、基材1が酸化部Oxとして除去される厚さTo1分、それぞれ内側に配置する。
As in the first embodiment, the outermost opening 311f of the plurality of adjacent openings 311 is formed with the base material 1 as the oxidized portion Ox rather than the opening 51 of the recess 41 that is finally formed. The thickness To1 to be removed is arranged inside the width W1 direction.
In addition, the openings 311 and 321 are formed such that the base material 1 is more oxidized than the opening 51 of the recess 41 finally formed in the extending direction of the openings 311 and 322 perpendicular to the width W1 and W2 directions. As shown in FIG.

本実施形態では、最終的に形成される凹部41の開口部51の幅W3を第一実施形態の凹部4の開口部5の径R1と略等しくする。また、凹部41の段差G11の内側の幅W4を、第一実施形態の凹部4の段差G1の内側の径R2と略等しくする。
また、フォトレジスト3の開口部311の幅W1を、第一実施形態の溝形状の開口部31の幅Wと略等しくする。また、開口部321の幅W2を、第一実施形態のホール形状の開口部32の径Rと略等しくする。そして、エッチング工程において隔壁1wとして残存させる基材1の厚さTwも、第一実施形態と同様に決定する。
In this embodiment, the width W3 of the opening 51 of the recess 41 finally formed is substantially equal to the diameter R1 of the opening 5 of the recess 4 of the first embodiment. Further, the inner width W4 of the step G11 of the recess 41 is made substantially equal to the inner diameter R2 of the step G1 of the recess 4 of the first embodiment.
Further, the width W1 of the opening 311 of the photoresist 3 is made substantially equal to the width W of the groove-shaped opening 31 of the first embodiment. Further, the width W2 of the opening 321 is made substantially equal to the diameter R of the hole-shaped opening 32 of the first embodiment. And the thickness Tw of the base material 1 left as the partition 1w in an etching process is also determined similarly to 1st embodiment.

次いで、図2(a)及び図2(b)に示す第一実施形態と同様に、ハードマスク2をエッチングし、フォトレジスト3を除去する。そして、フォトレジスト3の開口部311,322と略同一の形状及び寸法の開口部(図示省略)を備えたハードマスク2を形成する。   Next, as in the first embodiment shown in FIGS. 2A and 2B, the hard mask 2 is etched and the photoresist 3 is removed. Then, the hard mask 2 having openings (not shown) having substantially the same shape and dimensions as the openings 311 and 322 of the photoresist 3 is formed.

(エッチング工程)
次に、図2(c)に示す第一実施形態と同様に、ハードマスク2の開口部に露出された基材1を深さ方向に異方性エッチングして、基材1に複数の幅W1が等しい溝形状の初期凹部と、幅W1よりも大きい幅W2の初期凹部とを一括して形成する。
これにより、第一実施形態と同様に、マイクロローディング効果により初期凹部の深さが所定の値に制御され、幅W1,W2が異なる初期凹部が、異なる深さに一括して形成される。なお、本実施形態では、幅W1,W2の初期凹部の開口部の平面形状が、双方とも溝形状に形成されている。また、幅W1の狭い開口部は第一実施形態の開口部51の幅Wと同様に、幅W2の広い開口部は、第一実施形態の開口部52の径Rと同様に形成されている。そのため、図4に示すように、第一実施形態の溝形状の初期凹部11とホール形状の初期凹部12の組み合わせの場合よりも、初期凹部11,12同士の深さd1,d2の差が大きくなる。
(Etching process)
Next, similarly to the first embodiment shown in FIG. 2C, the base material 1 exposed at the opening of the hard mask 2 is anisotropically etched in the depth direction, so that the base material 1 has a plurality of widths. A groove-shaped initial recess having the same W1 and an initial recess having a width W2 larger than the width W1 are collectively formed.
Accordingly, as in the first embodiment, the depth of the initial recess is controlled to a predetermined value by the microloading effect, and initial recesses having different widths W1, W2 are collectively formed at different depths. In the present embodiment, both the planar shapes of the openings of the initial recesses having the widths W1 and W2 are formed in a groove shape. The narrow opening W1 is formed in the same manner as the width W of the opening 51 in the first embodiment, and the wide opening W2 is formed in the same manner as the diameter R of the opening 52 in the first embodiment. . Therefore, as shown in FIG. 4, the difference between the depths d <b> 1 and d <b> 2 between the initial recesses 11 and 12 is larger than in the case of the combination of the groove-shaped initial recess 11 and the hole-shaped initial recess 12 of the first embodiment. Become.

また、初期凹部は、第一実施形態と同様に、基材1が酸化部Oxとして除去される厚さTo1分、最終的に形成される凹部41よりも凹部41の内側に形成される。また、初期凹部の各々の間に、隔壁1wが、後述する酸化部形成工程において完全に酸化される厚さTwで残存する。また、隣接する複数の幅W1の狭い初期凹部の各々の開口部の幅W1方向の寸法が略同一に形成され、各々が略同一の深さに形成される。   Moreover, the initial recessed part is formed inside the recessed part 41 rather than the recessed part 41 finally formed by the thickness To1 by which the base material 1 is removed as the oxidized part Ox, as in the first embodiment. In addition, the partition wall 1w remains between each of the initial recesses with a thickness Tw that is completely oxidized in an oxidation portion forming process described later. In addition, the width W1 direction dimension of each of the openings of the adjacent narrow initial recesses having the width W1 is formed to be substantially the same, and each is formed to have substantially the same depth.

(酸化部形成工程)
次に、初期凹部の底面及び内側面を含む初期凹部の内表面の基材1を酸化して、図3(a)に示す第一実施形態と同様に、所定の厚さToの酸化部Oxを形成する。
(Oxidation part formation process)
Next, the base material 1 on the inner surface of the initial recess including the bottom surface and the inner surface of the initial recess is oxidized, and the oxidized portion Ox having a predetermined thickness To as in the first embodiment shown in FIG. Form.

(酸化部除去工程)
次に、上述の工程で酸化させた初期凹部の内表面と隔壁1wとを含む酸化部Oxを、図3(b)に示す第一実施形態と同様に除去して、凹部41の全体の形状を形成する。
これにより、第一実施形態と同様に基材1の表面1aからの深さD11,D22が異なる底面41b1,41b2の間に、深さD11,D21方向の段差G11が形成される。
以上の工程により、内側に段差G11を有する多段構造の溝形状の凹部41が基材1に形成される。
(Oxidation removal process)
Next, the oxidized portion Ox including the inner surface of the initial recess and the partition wall 1w oxidized in the above process is removed in the same manner as in the first embodiment shown in FIG. Form.
Thereby, the level difference G11 of depth D11, D21 direction is formed between the bottom face 41b1, 41b2 from which the depth D11, D22 from the surface 1a of the base material 1 differs similarly to 1st embodiment.
Through the above steps, a groove-shaped recess 41 having a multistage structure having a step G11 on the inside is formed in the base material 1.

したがって、本実施形態によれば、第一実施形態と同様の効果が得られるだけでなく、溝形状の凹部41を形成することができる。また、幅W1,W2の異なる初期凹部の双方を溝形状とすることで、凹部41の深さD11,D22の差を第一実施形態よりも大きくすることができる。   Therefore, according to this embodiment, not only the same effect as the first embodiment can be obtained, but also the groove-shaped recess 41 can be formed. Moreover, the difference of the depth D11, D22 of the recessed part 41 can be made larger than 1st embodiment by making both the initial recessed parts from which width W1, W2 differs into groove shape.

<第三実施形態>
次に、本発明の第三実施形態について、図1〜図5を援用し、図6を用いて説明する。本実施形態では、複数の形状および深さの異なる凹部を形成する点で、上述の第二実施形態で説明したシリコン構造体の製造方法と異なっている。その他の点は第二実施形態と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。
図6は、本実施形態の製造工程を示す断面図であり、(a)はエッチング工程を、(b)は酸化部形成工程を、(c)は酸化部除去工程を示している。
<Third embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment is different from the silicon structure manufacturing method described in the second embodiment in that a plurality of concave portions having different shapes and depths are formed. Since the other points are the same as those of the second embodiment, the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
6A and 6B are cross-sectional views showing the manufacturing process of this embodiment, where FIG. 6A shows an etching process, FIG. 6B shows an oxidized part forming process, and FIG. 6C shows an oxidized part removing process.

図6(a)に示すように、本実施形態では、上述の実施形態と同様に、エッチング工程において、基材1に開口部512,522,532の幅W5,W6,W7が異なる複数の初期凹部112,122,132を一括して形成する。
このとき、幅W5が幅W6よりも小さく、幅W7よりも大きくなるように形成する。また、隣接する複数の初期凹部112a,112bの各々を略等しい幅W5に形成する。同様に、隣接する複数の初期凹部132a〜132dの各々を略等しい幅W7に形成する。
As shown in FIG. 6A, in this embodiment, as in the above-described embodiment, in the etching process, a plurality of initial stages in which the widths W5, W6, and W7 of the openings 512, 522, and 532 are different from each other in the base material 1. The recesses 112, 122, 132 are formed in a lump.
At this time, the width W5 is smaller than the width W6 and larger than the width W7. Further, each of the plurality of adjacent initial recesses 112a and 112b is formed to have substantially the same width W5. Similarly, each of a plurality of adjacent initial recesses 132a to 132d is formed with a substantially equal width W7.

これにより、初期凹部112の深さd12が、初期凹部122の深さd22よりも浅く、初期凹部132の深さd32よりも深く形成される。また、隣接する複数の初期凹部112a,112bの各々の深さd12が略等しくなる。同様に隣接する複数の初期凹部132a〜132dの各々の深さd32が略等しくなる。   As a result, the depth d12 of the initial recess 112 is shallower than the depth d22 of the initial recess 122 and deeper than the depth d32 of the initial recess 132. Further, the depth d12 of each of the plurality of adjacent initial recesses 112a and 112b becomes substantially equal. Similarly, the depths d32 of the plurality of adjacent initial recesses 132a to 132d are substantially equal.

また、初期凹部112a,112b,122の各々の間の隔壁11wの厚さTw1と、初期凹部132a〜132dの各々の間の隔壁12wの厚さTw2は、上述の実施形態と同様に、酸化部形成工程において完全に酸化され、かつ互いに緩衝しないように決定する。   Further, the thickness Tw1 of the partition wall 11w between each of the initial recesses 112a, 112b, and 122 and the thickness Tw2 of the partition wall 12w between each of the initial recesses 132a to 132d are similar to those in the above-described embodiment. It is determined that they are completely oxidized in the forming process and do not buffer each other.

次に、図6(b)に示すように、上述の実施形態の酸化部形成工程と同様に、初期凹部112,122,132の内表面、隔壁11w,12w及び基材1の表面1aを酸化して厚さToの酸化部Oxを形成する。このとき、初期凹部122と初期凹部132との間の基材1は完全には酸化されずに一部が残存する。   Next, as shown in FIG. 6B, the inner surfaces of the initial recesses 112, 122, and 132, the partition walls 11w and 12w, and the surface 1a of the substrate 1 are oxidized in the same manner as in the oxidized portion forming step of the above-described embodiment. Thus, the oxidized portion Ox having a thickness To is formed. At this time, the base material 1 between the initial concave portion 122 and the initial concave portion 132 is not completely oxidized and a part thereof remains.

次いで、図6(c)に示すように、上述の実施形態の酸化部除去工程と同様に酸化部Oxを除去する。これにより、基材1に、内側に深さD12,D22方向の段差G12を有する凹部42aと、凹部42aに隣接する凹部42bとを形成することができる。
したがって、本実施形態によれば、第一、第二実施形態と同様の効果が得られるだけでなく、複数の凹部42a,42bを一括して形成することができる。
Next, as shown in FIG. 6C, the oxidized portion Ox is removed in the same manner as in the oxidized portion removing step of the above-described embodiment. Thereby, the recessed part 42a which has the level | step difference G12 of depth D12 and D22 direction inside, and the recessed part 42b adjacent to the recessed part 42a can be formed in the base material 1. FIG.
Therefore, according to this embodiment, not only the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained, but also the plurality of recesses 42a and 42b can be formed in a lump.

<第四実施形態>
次に、本発明の第四実施形態について、図1〜図5を援用し、図7を用いて説明する。本実施形態では、複数の形状および深さの異なる凹部を段階的に形成し、基材の酸化量を十分に厚くして、テーパ形状の凹部を形成する点で、上述の第一実施形態で説明したシリコン構造体の製造方法と異なっている。その他の点は上述の第一実施形態と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。
図7は、本実施形態の製造工程を示す断面図であり、(a)はエッチング工程を、(b)は酸化部形成工程を、(c)は酸化部除去工程を示している。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a plurality of concave portions having different shapes and depths are formed in stages, the amount of oxidation of the base material is sufficiently increased, and a tapered concave portion is formed. This is different from the manufacturing method of the silicon structure described. Since the other points are the same as those of the first embodiment described above, the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
7A and 7B are cross-sectional views showing the manufacturing process of the present embodiment, where FIG. 7A shows an etching process, FIG. 7B shows an oxidized part forming process, and FIG. 7C shows an oxidized part removing process.

図7(a)に示すように、本実施形態では、上述の実施形態と同様に、エッチング工程において、基材1に開口部513,523,533,543の幅W8,W9,W10,W11が異なる複数の初期凹部113,123,133,143を一括して形成する。
このとき、幅W8が最も小さく、幅W9、幅W10、幅W11の順に段階的に大きくなるように形成する。
これにより、初期凹部113,123,133,143の深さd13,d23,d33,d43が、この順により深くなるように形成される。
As shown in FIG. 7A, in this embodiment, the widths W8, W9, W10, and W11 of the openings 513, 523, 533, and 543 are formed in the base material 1 in the etching process, as in the above-described embodiment. A plurality of different initial recesses 113, 123, 133, and 143 are formed collectively.
At this time, the width W8 is the smallest, and the width W9, the width W10, and the width W11 are formed so as to increase stepwise.
Thereby, the depths d13, d23, d33, d43 of the initial recesses 113, 123, 133, 143 are formed to be deeper in this order.

また、隣接する初期凹部113,123,133,143の各々の間に隔壁として残存する基材1の厚さが、酸化部形成工程において完全に酸化されるように調整する。また、酸化後に隔壁状の基材1同士が緩衝しないように調整する。また、最終的に形成される凹部43のテーパ状の内側面43aの角度に応じて、初期凹部113,123,133,143の各々の間隔を調整する。また、最終的に形成する凹部43の内側面43aがなめらかなテーパ状になるように、酸化されて酸化部Oxとなる基材1の厚さを十分に大きく設定する。   Further, the thickness of the base material 1 remaining as a partition wall between each of the adjacent initial recesses 113, 123, 133, and 143 is adjusted so as to be completely oxidized in the oxidation part forming step. Moreover, it adjusts so that the partition-shaped base materials 1 may not buffer after oxidation. Further, the intervals between the initial recesses 113, 123, 133, and 143 are adjusted according to the angle of the tapered inner surface 43a of the recess 43 that is finally formed. Further, the thickness of the base material 1 that is oxidized to become the oxidized portion Ox is set to be sufficiently large so that the inner side surface 43a of the concave portion 43 to be finally formed has a smooth taper shape.

次に、上述の実施形態と同様に、初期凹部113,123,133,143の各々の内表面と、それらの間の基材1、及び基材1の表面1aとを酸化して、図7(b)に示すように、酸化部Oxを形成する。
また、隣接する初期凹部113,123,133,143の各々の間に隔壁として残存する基材1が完全に酸化されて酸化部Oxの一部となる。
Next, as in the above-described embodiment, the inner surfaces of each of the initial recesses 113, 123, 133, and 143, the base material 1 between them, and the surface 1a of the base material 1 are oxidized, and FIG. As shown in (b), an oxidized portion Ox is formed.
In addition, the base material 1 remaining as a partition between each of the adjacent initial recesses 113, 123, 133, and 143 is completely oxidized and becomes a part of the oxidized portion Ox.

次いで、図7(c)に示すように、上述の実施形態の酸化部除去工程と同様に酸化部Oxを除去する。これにより、基材1に、内側に所望の角度のなめらかなテーパ状の内側面43aと、深さD13方向の段差G13を有する凹部43を形成することができる。
したがって、本実施形態によれば、第一実施形態と同様の効果が得られるだけでなく、所望の角度のテーパ状の内側面43aと、深さD13方向の段差G13を一括して形成することができる。
Next, as shown in FIG. 7C, the oxidized portion Ox is removed in the same manner as in the oxidized portion removing step of the above-described embodiment. Thereby, the concave part 43 which has the smooth inner surface 43a of the taper shape of a desired angle inside, and the level | step difference G13 of the depth D13 direction can be formed in the base material 1. FIG.
Therefore, according to the present embodiment, not only the same effect as the first embodiment can be obtained, but also the tapered inner side surface 43a having a desired angle and the step G13 in the direction of the depth D13 can be formed collectively. Can do.

尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述の第一実施形態では、初期凹部の開口部を2種類の異なる寸法・形状として、凹部の内側に1段の段差を形成したが、初期凹部の開口部を3種類以上の異なる寸法・形状に形成することで、2段以上の段差を形成してもよい。
また、上述の第一実施形態では、酸化部形成工程に先立ってハードマスクを除去したが、ハードマスクを除去せずに、初期凹部の内表面及び隔壁を酸化させるようにしてもよい。
また、径の異なるホール状の初期凹部を組み合わせて段差を形成してもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the first embodiment described above, the opening of the initial recess has two different dimensions and shapes, and one step is formed inside the recess. However, the opening of the initial recess has three or more different dimensions. -You may form the level | step difference of 2 steps or more by forming in a shape.
In the first embodiment described above, the hard mask is removed prior to the oxidation portion forming step. However, the inner surface of the initial recess and the partition may be oxidized without removing the hard mask.
Further, the step may be formed by combining hole-shaped initial recesses having different diameters.

本発明の第一実施形態に係るシリコン構造体の製造工程を説明する図であり、(a)は断面図及び平面図、(b)は拡大平面図である。It is a figure explaining the manufacturing process of the silicon | silicone structure which concerns on 1st embodiment of this invention, (a) is sectional drawing and a top view, (b) is an enlarged plan view. (a)〜(c)は、本発明の第一実施形態係るシリコン構造体の製造工程を説明する断面図ある。(A)-(c) is sectional drawing explaining the manufacturing process of the silicon | silicone structure which concerns on 1st embodiment of this invention. 本発明の第一実施形態に係るシリコン構造体の製造方法を説明する図であり、(a)は断面図、(b)は断面図及び平面図である。It is a figure explaining the manufacturing method of the silicon | silicone structure which concerns on 1st embodiment of this invention, (a) is sectional drawing, (b) is sectional drawing and a top view. 本発明の第一実施形態に係る基材のエッチング深さと初期凹部の開口部の寸法及び形状との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the etching depth of the base material which concerns on 1st embodiment of this invention, and the dimension and shape of the opening part of an initial stage recessed part. 本発明の第二実施形態に係るシリコン構造体の製造工程を説明する図であり、(a)は斜視断面図、(b)は平面図である。It is a figure explaining the manufacturing process of the silicon | silicone structure which concerns on 2nd embodiment of this invention, (a) is a perspective sectional view, (b) is a top view. (a)〜(c)は、本発明の第三実施形態に係るシリコン構造体の製造工程を説明する断面図である。(A)-(c) is sectional drawing explaining the manufacturing process of the silicon | silicone structure which concerns on 3rd embodiment of this invention. (a)〜(c)は、本発明の第四実施形態に係るシリコン構造体の製造工程を説明する断面図である。(A)-(c) is sectional drawing explaining the manufacturing process of the silicon | silicone structure which concerns on 4th embodiment of this invention. (a)及び(b)は、従来のシリコン構造体の製造方法の問題点を説明する断面図である。(A) And (b) is sectional drawing explaining the problem of the manufacturing method of the conventional silicon structure. (a)〜(c)は、従来のシリコン構造体の製造方法の問題点を説明する断面図である。(A)-(c) is sectional drawing explaining the problem of the manufacturing method of the conventional silicon structure.

符号の説明Explanation of symbols

1 基材、2 ハードマスク(マスクパターン)、4 凹部、11,12 初期凹部、21(21a〜21f),22 開口部、41 凹部、42a,42b 凹部、43 凹部、1w 隔壁、11w,12w 隔壁、R,R1,R2 径(寸法)、To,To1 厚さ、Tw,Tw1,Tw2 厚さ、Ox 酸化部、112,122,132 初期凹部、113,123,133,143 初期凹部、d1,d2 深さ、d12,d22,d32 深さ、d13,d23,d33,d43 深さ、G1,G11,G12,G13 段差、W,W1〜W11 幅(寸法) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base material, 2 Hard mask (mask pattern), 4 Recessed part, 11, 12 Initial recessed part, 21 (21a-21f), 22 Opening part, 41 Recessed part, 42a, 42b Recessed part, 43 Recessed part, 1w Bulkhead, 11w, 12w Bulkhead , R, R1, R2 diameter (dimensions), To, To1 thickness, Tw, Tw1, Tw2 thickness, Ox oxidation part, 112, 122, 132 initial recess, 113, 123, 133, 143 initial recess, d1, d2 Depth, d12, d22, d32 depth, d13, d23, d33, d43 depth, G1, G11, G12, G13 step, W, W1-W11 width (dimensions)

Claims (10)

シリコンからなる基材に、内側に深さ方向の段差を有する凹部が形成されたシリコン構造体の製造方法であって、
寸法または形状が異なる複数の開口部を備えたマスクパターンを形成するマスクパターン形成工程と、
前記複数の開口部に露出された前記基材を同時に深さ方向に異方性ドライエッチングして、深さの異なる複数の初期凹部を形成するエッチング工程と、
前記複数の初期凹部の内表面を酸化することにより、前記初期凹部の各々の間に隔壁として残存した前記基材の全体を酸化して酸化部を形成する酸化部形成工程と、
前記酸化部を除去して、前記凹部を形成する酸化部除去工程と、
を有することを特徴とするシリコン構造体の製造方法。
A method of manufacturing a silicon structure in which a concave portion having a step in the depth direction is formed inside a base material made of silicon,
A mask pattern forming step of forming a mask pattern having a plurality of openings having different dimensions or shapes;
Etching step of anisotropically dry etching the base material exposed in the plurality of openings simultaneously in the depth direction to form a plurality of initial recesses having different depths;
Oxidizing the inner surfaces of the plurality of initial recesses to oxidize the entire base material remaining as a partition between each of the initial recesses to form an oxidized part; and
Removing the oxidized portion to form the concave portion; and
A method for producing a silicon structure, comprising:
前記マスクパターン形成工程において前記開口部の前記寸法または前記形状を調整することで、前記エッチング工程において前記初期凹部の深さを制御することを特徴とする請求項1記載のシリコン構造体の製造方法。   2. The method of manufacturing a silicon structure according to claim 1, wherein the depth of the initial recess is controlled in the etching step by adjusting the size or the shape of the opening in the mask pattern forming step. . 前記マスクパターン形成工程において前記開口部の間隔を調整することで、前記エッチング工程において前記初期凹部の間の前記隔壁の厚さを前記酸化部形成工程において完全に酸化される厚さに調整することを特徴とする請求項1記載または請求項2に記載のシリコン構造体の製造方法。   By adjusting the gap between the openings in the mask pattern forming step, the thickness of the partition between the initial recesses in the etching step is adjusted to a thickness that is completely oxidized in the oxidized portion forming step. The method for manufacturing a silicon structure according to claim 1, wherein: 前記マスクパターン形成工程において、隣接する複数の前記開口部の寸法および形状を均一に形成することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載のシリコン構造体の製造方法。   4. The method of manufacturing a silicon structure according to claim 1, wherein in the mask pattern forming step, the dimensions and shapes of the plurality of adjacent openings are formed uniformly. 5. 前記マスクパターン形成工程において、前記複数の開口部のうち、平面視で最も外側に位置する前記開口部は、前記基材が前記酸化部として前記酸化部除去工程において除去される厚さ分、前記凹部の内側面よりも前記凹部の内側に形成することを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載のシリコン構造体の製造方法。   In the mask pattern forming step, among the plurality of openings, the opening located on the outermost side in a plan view has a thickness corresponding to the thickness at which the base material is removed as the oxidized portion in the oxidized portion removing step, The method for manufacturing a silicon structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the silicon structure is formed inside the recess rather than an inner surface of the recess. 前記マスクパターン形成工程において前記開口部の前記寸法または前記形状を調整することで、前記初期凹部の深さを、前記基材が前記酸化部として前記酸化部除去工程において除去される厚さ分、前記凹部の深さよりも浅く形成することを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載のシリコン構造体の製造方法。   By adjusting the size or the shape of the opening in the mask pattern forming step, the depth of the initial recess is the thickness by which the base material is removed as the oxidized portion in the oxidized portion removing step, The method for manufacturing a silicon structure according to claim 1, wherein the silicon structure is formed shallower than a depth of the recess. 前記マスクパターン形成工程において、前記開口部の形状は、溝形状またはホール形状であることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載のシリコン構造体の製造方法。   7. The method of manufacturing a silicon structure according to claim 1, wherein, in the mask pattern forming step, the shape of the opening is a groove shape or a hole shape. 前記酸化部形成工程は、加熱による熱酸化により行うことを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載のシリコン構造体の製造方法。   The method for manufacturing a silicon structure according to claim 1, wherein the oxidized portion forming step is performed by thermal oxidation by heating. 前記酸化部除去工程は、ウェットエッチングにより行うことを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか一項に記載のシリコン構造体の製造方法。   The method for manufacturing a silicon structure according to claim 1, wherein the oxidized portion removing step is performed by wet etching. 前記マスクパターンはシリコン酸化物からなることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか一項に記載のシリコン構造体の製造方法。   The method for manufacturing a silicon structure according to claim 1, wherein the mask pattern is made of silicon oxide.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102881582A (en) * 2012-09-11 2013-01-16 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 Deep silicon etching method
CN104039687A (en) * 2012-01-05 2014-09-10 法国原子能及替代能源委员会 Method for etching a complex pattern
EP3005406A4 (en) * 2013-05-29 2017-01-11 Micron Technology, Inc. Methods of forming a substrate opening

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104039687A (en) * 2012-01-05 2014-09-10 法国原子能及替代能源委员会 Method for etching a complex pattern
US9187320B2 (en) 2012-01-05 2015-11-17 Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives Method for etching a complex pattern
CN102881582A (en) * 2012-09-11 2013-01-16 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 Deep silicon etching method
CN102881582B (en) * 2012-09-11 2015-12-09 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 Dark silicon etching method
EP3005406A4 (en) * 2013-05-29 2017-01-11 Micron Technology, Inc. Methods of forming a substrate opening
KR20170063976A (en) * 2013-05-29 2017-06-08 마이크론 테크놀로지, 인크 Methods of forming a substrate opening
KR101970419B1 (en) * 2013-05-29 2019-04-18 마이크론 테크놀로지, 인크 Methods of forming a substrate opening

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