JP3950488B2 - アンダーエッチング補正方法及びアンダーエッチング補正マスク - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明はシリコンウェハの異方性エッチングに関し、特に異方性エッチングによってシリコンウェハ上に方形台形状を作成する際のアンダーエッチング（アンダーカット）を補正する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
はじめに、シリコンウェハの｛１００｝面を使用した異方性エッチングについて説明する。
例えば、｛１００｝面上にエッチングマスクとして長方形の穴を各辺が｛１１０｝面と平行になるように作成すると、そのマスクを用いてエッチングされた形状は、図３に示したように穴の各面が｛１１１｝面で囲まれた形状になる。これは｛１１１｝面のエッチングレートが他の結晶面のエッチングレートに比較して遅いことによる。この時、マスクの穴の幅（エッチングされた穴の幅）をｘとすると、エッチング深さ（穴の深さ）ｔが下式で示す値になった時、エッチングは自動的に停止する。
【０００３】
ｔ＝（ｘ／２）tan ５4.７４°
エッチング深さｔがこの値よりも小さい時は、図４に示すような断面形状を有する溝が形成されることになる。
一方、｛１００｝面上にエッチングマスク２１として図５Ａに示すように、方形パターン２２を囲む方形枠状の穴２３を各辺が｛１１０｝面と平行になるように作成するとする。この時、シリコンウェハ２４のエッチング後の形状としては図５Ｂ，Ｃのようになることを期待しているが、実際には方形枠状の溝２５で囲まれた方形台状部２６の各頂点部分において、図６Ａに示すように稜線２７がエッチングの進行に伴いエッチングマスク２１の方形パターン２２の内部に進行し、即ちアンダーエッチングが発生する。
【０００４】
このアンダーエッチングの発生は図６Ａに示したように直線が組合わさった形状がエッチングマスク２１のある面上に出現することより、特定の結晶面のエッチングレートが他の結晶面のエッチングレートに比較して遅いことに起因していると考えられている。
このアンダーエッチングを補正すべく、即ち方形台状部２６の体積減少を防止すべく、従来においては方形枠状の溝２５に囲まれた方形台状部２６を作成する際には、方形台状部２６と対応するエッチングマスク２１の方形パターン２２の各頂点に、図６Ｂに示すような補正パターン２８を配置していた。
【０００５】
補正パターン２８は方形パターン２２の頂点を中心とし、各辺が｛１１０｝面と平行とされた正方形状とされ、その対角線長さの１／２が、この補正パターン２８がない状態で所定の深さまでエッチングした時に発生する方形台状部２６の頂点の後退量、即ちアンダーエッチング量ｙ（図６Ｂ参照）と等しくされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような補正パターン２８を用いる場合、例えば図７に示したように、補正パターン２８が、作成しようとする溝２５を塞ぐ大きさになると、エッチングマスク２１の方形枠状の穴２３は長方形の穴に分断され、長方形の穴によりエッチングすることになるので、図３で説明したようなエッチング形状となって、ある深さに達するとエッチングは停止し、よって図５Ｂ，Ｃに示したような方形台形状を作成することができなくなる。従って、溝２５の幅は補正パターン２８によって塞がれない大きさとする必要がある。
【０００７】
ここで、図５Ｂ，Ｃに示したような方形枠状の溝２５に囲まれた方形台状部２６を、アンダーエッチングの補正を行いながら作成する場合に必要な溝２５の幅を考える。
溝２５の所要深さ（エッチング深さ）をｔとすると、この時最低限必要なエッチングマスク２１の穴２３の幅ｘ1 は、
となる。一方、マスク２１内部に進行する面のエッチングレートは、｛１００｝面のエッチングレートに比較して2.３倍程度大きく、つまりアンダーエッチング量ｙはエッチング深さの2.３倍程度となるため、ｙ＝2.３ｔとすると、補正に必要な溝２５の幅ｘ2 は、
となる。従って、ｘ2 ＞ｘ1 となり、溝幅をアンダーエッチング補正のために、本来のエッチング形状を作成するために必要な大きさより大きくしなければならず、このことは例えば溝２５を介して方形台状部２６を有する枠体を作成する上で、その外形を小さくしようとする時の妨げになっていた。
【０００８】
また、方形台状部２６の大きさを小さくする時、エッチングマスク２１の方形パターン２２の幅ａが、（√２）ｙより小さくなると、図８に示したように補正パターン２８同士が重なってしまい、この場合エッチングするとマスク下部に破線で示したような形状の残渣２９ができてしまうため、所望のエッチング形状が得られず、よって方形パターン２２の幅ａは、
ａ≧（√２）ｙ
即ち、ａ≧√２×2.３ｔ
にする必要があった。
【０００９】
この発明の目的はアンダーエッチングの補正を行いながら、方形枠状の溝に囲まれた方形台状部を作成する場合に、従来より溝幅を狭くすることができ、かつ方形台状部の大きさを小さくすることができるアンダーエッチングの補正方法及びそれに使用する補正マスクを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ホトエッチングにより、シリコンウェハの｛１００｝面に各辺がそのシリコンウェハの｛１１０｝面と平行な方形枠状の溝を形成し、その溝で囲まれた方形台状部を作成する方法におけるアンダーエッチングの補正方法であって、シリコンウェハに方形台状部と対応する方形パターンを有し、かつその方形パターンの各頂点にその頂点を中心とし、一辺の長さが上記溝の深さの２倍とされ、各辺がシリコンウェハの｛１００｝面と平行とされた正方形パターンが付加されたエッチングマスクが形成され、そのエッチングマスクによってシリコンウェハが選択エッチングされる。
【００１１】
請求項２の発明は、シリコンウェハの｛１００｝面に各辺がそのシリコンウェハの｛１１０｝面と平行な方形枠状の溝を形成し、その溝で囲まれた方形台状部を作成するホトエッチングに用いる露光用のマスクであって、方形台状部に対応する方形パターンの各頂点に、その頂点を中心とし、一辺の長さが上記溝の深さの２倍とされ、各辺がシリコンウェハの｛１００｝面と平行とされた正方形状のパターンが付加される。
【００１２】
【実施例】
この発明の実施例を図１を参照して説明する。なお、図５と対応する部分には同一符号を付してある。
この例ではアンダーエッチングを補正するために、エッチングマスク２１の方形パターン２２の各頂点に、補正パターンとして図１に示すように正方形パターン３１が付加される。正方形パターン３１は方形パターン２２の頂点を中心とし、各辺がシリコンウェハ２４の｛１００｝面と平行とされており、その一辺の長さＨは以下のように設定される。
【００１３】
正方形パターン３１は｛１００｝面で囲まれた形状をもつので、｛１００｝面と同一のエッチングレートで、この正方形パターン３１内部にアンダーエッチングが進行していく。従って、溝２５のエッチング深さをｔとすると、
Ｈ＝２ｔ
とすることにより、アンダーエッチングが補正された所望の方形台状部２６を作成することができる。
【００１４】
一方、この正方形パターン３１による補正に必要な溝２５の幅ｘ3 は、
となり、即ち深さｔの溝２５をエッチングするために最低限必要な溝幅ｘ1 ≒1.４１ｔとほぼ等しい値となる。従って、この例によればアンダーエッチングの補正を行いながら、最小の溝幅を実現できる。
【００１５】
また、方形パターン２２の幅ａの最小値は、この正方形パターン３１同士が重ならなければよいので、
となり、即ち従来の補正パターン２８における幅ａの最小値（√２×2.３ｔ）より小さくすることができ、言い換えれば補正用のパターンがない時のアンダーエッチング量をｙとする時、幅ａを（√２）ｙより小さくすることができる。
【００１６】
エッチングマスクはホトリソグラフィー技術を用いて形成されるものであり、ウェハ上に例えばスピンコーティング等によって一様に塗布したホトレジストに露光用のマスクを通して光を選択的に照射することにより、所要のパターンを有するエッチングマスクが形成される。
従って、上述したようなエッチングマスク２１を形成するためには、その正方形パターン３１が付加された方形パターン２２と同様のパターンを有する露光用マスクが用いられる。
【００１７】
図２はこの発明の好適な用途として、シリコンウェハより形成される加速度センサチップを示したものである。図中、４１は枠体、４２は質量体、４３は質量体４２を枠体４１に支持するヒンジを示す。この発明によれば、このような加速度センサチップを作成する場合に、アンダーエッチングによる質量体４２の体積減少を防止でき、かつ全体として小さくすることができ、よって小型高性能な加速度センサを得ることができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によればホトエッチングにより、シリコンウェハの｛１００｝面に各辺がそのシリコンウェハの｛１１０｝面と平行な方形枠状の溝を形成して、その溝で囲まれた方形台状部を作成する場合に、方形台状部のアンダーエッチングを補正することができ、かつ溝幅を所要のエッチング深さを得るために最低限必要な幅とすることができ、つまりアンダーエッチングの補正を行いながら、最小の溝幅を実現することができる。
【００１９】
また、方形台状部の幅を従来の補正パターンを用いる方法に比し、小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を説明するための図。
【図２】Ａはこの発明の実施に好適な加速度センサチップを示す平面図、Ｂはその断面図。
【図３】Ａは長方形の穴（幅小）のマスクによるエッチング形状を示す平面図、Ｂはその断面図。
【図４】Ａは長方形の穴（幅大）のマスクによるエッチング形状を示す平面図、Ｂはその断面図。
【図５】Ａはマスクパターンを示す平面図、Ｂは作成したいエッチング形状を示す平面図、ＣはＢの断面図。
【図６】Ａは方形台状部の頂点部分におけるアンダーエッチングを説明するための図、Ｂは従来の補正パターンを説明するための図。
【図７】補正パターンが方形枠状の穴を塞いだ状態を示す図。
【図８】方形台状部の幅が狭く、補正パターン同士が重なった状態及びその時のエッチング形状を説明するための図。
【符号の説明】
２１ エッチングマスク
２２ 方形パターン
２４ シリコンウェハ
２５ 溝
２６ 方形台状部
３１ 正方形パターン
【産業上の利用分野】
この発明はシリコンウェハの異方性エッチングに関し、特に異方性エッチングによってシリコンウェハ上に方形台形状を作成する際のアンダーエッチング（アンダーカット）を補正する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
はじめに、シリコンウェハの｛１００｝面を使用した異方性エッチングについて説明する。
例えば、｛１００｝面上にエッチングマスクとして長方形の穴を各辺が｛１１０｝面と平行になるように作成すると、そのマスクを用いてエッチングされた形状は、図３に示したように穴の各面が｛１１１｝面で囲まれた形状になる。これは｛１１１｝面のエッチングレートが他の結晶面のエッチングレートに比較して遅いことによる。この時、マスクの穴の幅（エッチングされた穴の幅）をｘとすると、エッチング深さ（穴の深さ）ｔが下式で示す値になった時、エッチングは自動的に停止する。
【０００３】
ｔ＝（ｘ／２）tan ５4.７４°
エッチング深さｔがこの値よりも小さい時は、図４に示すような断面形状を有する溝が形成されることになる。
一方、｛１００｝面上にエッチングマスク２１として図５Ａに示すように、方形パターン２２を囲む方形枠状の穴２３を各辺が｛１１０｝面と平行になるように作成するとする。この時、シリコンウェハ２４のエッチング後の形状としては図５Ｂ，Ｃのようになることを期待しているが、実際には方形枠状の溝２５で囲まれた方形台状部２６の各頂点部分において、図６Ａに示すように稜線２７がエッチングの進行に伴いエッチングマスク２１の方形パターン２２の内部に進行し、即ちアンダーエッチングが発生する。
【０００４】
このアンダーエッチングの発生は図６Ａに示したように直線が組合わさった形状がエッチングマスク２１のある面上に出現することより、特定の結晶面のエッチングレートが他の結晶面のエッチングレートに比較して遅いことに起因していると考えられている。
このアンダーエッチングを補正すべく、即ち方形台状部２６の体積減少を防止すべく、従来においては方形枠状の溝２５に囲まれた方形台状部２６を作成する際には、方形台状部２６と対応するエッチングマスク２１の方形パターン２２の各頂点に、図６Ｂに示すような補正パターン２８を配置していた。
【０００５】
補正パターン２８は方形パターン２２の頂点を中心とし、各辺が｛１１０｝面と平行とされた正方形状とされ、その対角線長さの１／２が、この補正パターン２８がない状態で所定の深さまでエッチングした時に発生する方形台状部２６の頂点の後退量、即ちアンダーエッチング量ｙ（図６Ｂ参照）と等しくされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような補正パターン２８を用いる場合、例えば図７に示したように、補正パターン２８が、作成しようとする溝２５を塞ぐ大きさになると、エッチングマスク２１の方形枠状の穴２３は長方形の穴に分断され、長方形の穴によりエッチングすることになるので、図３で説明したようなエッチング形状となって、ある深さに達するとエッチングは停止し、よって図５Ｂ，Ｃに示したような方形台形状を作成することができなくなる。従って、溝２５の幅は補正パターン２８によって塞がれない大きさとする必要がある。
【０００７】
ここで、図５Ｂ，Ｃに示したような方形枠状の溝２５に囲まれた方形台状部２６を、アンダーエッチングの補正を行いながら作成する場合に必要な溝２５の幅を考える。
溝２５の所要深さ（エッチング深さ）をｔとすると、この時最低限必要なエッチングマスク２１の穴２３の幅ｘ1 は、
【０００８】
また、方形台状部２６の大きさを小さくする時、エッチングマスク２１の方形パターン２２の幅ａが、（√２）ｙより小さくなると、図８に示したように補正パターン２８同士が重なってしまい、この場合エッチングするとマスク下部に破線で示したような形状の残渣２９ができてしまうため、所望のエッチング形状が得られず、よって方形パターン２２の幅ａは、
ａ≧（√２）ｙ
即ち、ａ≧√２×2.３ｔ
にする必要があった。
【０００９】
この発明の目的はアンダーエッチングの補正を行いながら、方形枠状の溝に囲まれた方形台状部を作成する場合に、従来より溝幅を狭くすることができ、かつ方形台状部の大きさを小さくすることができるアンダーエッチングの補正方法及びそれに使用する補正マスクを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ホトエッチングにより、シリコンウェハの｛１００｝面に各辺がそのシリコンウェハの｛１１０｝面と平行な方形枠状の溝を形成し、その溝で囲まれた方形台状部を作成する方法におけるアンダーエッチングの補正方法であって、シリコンウェハに方形台状部と対応する方形パターンを有し、かつその方形パターンの各頂点にその頂点を中心とし、一辺の長さが上記溝の深さの２倍とされ、各辺がシリコンウェハの｛１００｝面と平行とされた正方形パターンが付加されたエッチングマスクが形成され、そのエッチングマスクによってシリコンウェハが選択エッチングされる。
【００１１】
請求項２の発明は、シリコンウェハの｛１００｝面に各辺がそのシリコンウェハの｛１１０｝面と平行な方形枠状の溝を形成し、その溝で囲まれた方形台状部を作成するホトエッチングに用いる露光用のマスクであって、方形台状部に対応する方形パターンの各頂点に、その頂点を中心とし、一辺の長さが上記溝の深さの２倍とされ、各辺がシリコンウェハの｛１００｝面と平行とされた正方形状のパターンが付加される。
【００１２】
【実施例】
この発明の実施例を図１を参照して説明する。なお、図５と対応する部分には同一符号を付してある。
この例ではアンダーエッチングを補正するために、エッチングマスク２１の方形パターン２２の各頂点に、補正パターンとして図１に示すように正方形パターン３１が付加される。正方形パターン３１は方形パターン２２の頂点を中心とし、各辺がシリコンウェハ２４の｛１００｝面と平行とされており、その一辺の長さＨは以下のように設定される。
【００１３】
正方形パターン３１は｛１００｝面で囲まれた形状をもつので、｛１００｝面と同一のエッチングレートで、この正方形パターン３１内部にアンダーエッチングが進行していく。従って、溝２５のエッチング深さをｔとすると、
Ｈ＝２ｔ
とすることにより、アンダーエッチングが補正された所望の方形台状部２６を作成することができる。
【００１４】
一方、この正方形パターン３１による補正に必要な溝２５の幅ｘ3 は、
【００１５】
また、方形パターン２２の幅ａの最小値は、この正方形パターン３１同士が重ならなければよいので、
【００１６】
エッチングマスクはホトリソグラフィー技術を用いて形成されるものであり、ウェハ上に例えばスピンコーティング等によって一様に塗布したホトレジストに露光用のマスクを通して光を選択的に照射することにより、所要のパターンを有するエッチングマスクが形成される。
従って、上述したようなエッチングマスク２１を形成するためには、その正方形パターン３１が付加された方形パターン２２と同様のパターンを有する露光用マスクが用いられる。
【００１７】
図２はこの発明の好適な用途として、シリコンウェハより形成される加速度センサチップを示したものである。図中、４１は枠体、４２は質量体、４３は質量体４２を枠体４１に支持するヒンジを示す。この発明によれば、このような加速度センサチップを作成する場合に、アンダーエッチングによる質量体４２の体積減少を防止でき、かつ全体として小さくすることができ、よって小型高性能な加速度センサを得ることができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によればホトエッチングにより、シリコンウェハの｛１００｝面に各辺がそのシリコンウェハの｛１１０｝面と平行な方形枠状の溝を形成して、その溝で囲まれた方形台状部を作成する場合に、方形台状部のアンダーエッチングを補正することができ、かつ溝幅を所要のエッチング深さを得るために最低限必要な幅とすることができ、つまりアンダーエッチングの補正を行いながら、最小の溝幅を実現することができる。
【００１９】
また、方形台状部の幅を従来の補正パターンを用いる方法に比し、小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を説明するための図。
【図２】Ａはこの発明の実施に好適な加速度センサチップを示す平面図、Ｂはその断面図。
【図３】Ａは長方形の穴（幅小）のマスクによるエッチング形状を示す平面図、Ｂはその断面図。
【図４】Ａは長方形の穴（幅大）のマスクによるエッチング形状を示す平面図、Ｂはその断面図。
【図５】Ａはマスクパターンを示す平面図、Ｂは作成したいエッチング形状を示す平面図、ＣはＢの断面図。
【図６】Ａは方形台状部の頂点部分におけるアンダーエッチングを説明するための図、Ｂは従来の補正パターンを説明するための図。
【図７】補正パターンが方形枠状の穴を塞いだ状態を示す図。
【図８】方形台状部の幅が狭く、補正パターン同士が重なった状態及びその時のエッチング形状を説明するための図。
【符号の説明】
２１ エッチングマスク
２２ 方形パターン
２４ シリコンウェハ
２５ 溝
２６ 方形台状部
３１ 正方形パターン
Claims (2)
- 異方性ホトエッチングにより、シリコンウェハの｛１００｝面に各辺がそのシリコンウェハの各辺に対応する｛１１０｝面と平行な方形枠状の溝を形成し、その溝で囲まれた方形台状部を作成する方法におけるアンダーエッチングの補正方法であって、
上記シリコンウェハに、上記方形台状部と対応する方形パターンを有し、かつその方形パターンの各頂点にその頂点を中心とし、一辺の長さがエッチングしたい溝の深さの２倍とされ、各辺が上記方形枠の各辺より４５度傾いた正方形パターンが付加されたエッチングマスクを形成し、そのエッチングマスクによって上記シリコンウェハを選択エッチングする
ことを特徴とするアンダーエッチングの補正方法。 - シリコンウェハの｛１００｝面に各辺がそのシリコンウェハの各辺に対応する｛１１０｝面と平行な方形枠状の溝を形成し、その溝で囲まれた方形台状部を作成する異方性ホトエッチングに用いる露光用のマスクであって、
上記方形台状部に対応する方形パターンの各頂点に、その頂点を中心とし、一辺の長さがエッチングしたい溝の深さの２倍とされ、各辺が上記方形枠の各辺より４５度傾いた正方形状のパターンが付加されている
ことを特徴とするアンダーエッチング補正マスク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14992895A JP3950488B2 (ja) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | アンダーエッチング補正方法及びアンダーエッチング補正マスク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14992895A JP3950488B2 (ja) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | アンダーエッチング補正方法及びアンダーエッチング補正マスク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH097997A JPH097997A (ja) | 1997-01-10 |
| JP3950488B2 true JP3950488B2 (ja) | 2007-08-01 |
Family
ID=15485642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14992895A Expired - Lifetime JP3950488B2 (ja) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | アンダーエッチング補正方法及びアンダーエッチング補正マスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3950488B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4853031B2 (ja) * | 2006-01-25 | 2012-01-11 | 大日本印刷株式会社 | 荷電粒子露光用マスクの製造方法 |
| JP2013122487A (ja) * | 2011-12-09 | 2013-06-20 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 金属格子の製造方法、金属格子およびｘ線撮像装置 |
-
1995
- 1995-06-16 JP JP14992895A patent/JP3950488B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH097997A (ja) | 1997-01-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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