JPH03132031A - シリコンの異方性エツチング方法 - Google Patents
シリコンの異方性エツチング方法Info
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- JPH03132031A JPH03132031A JP24860490A JP24860490A JPH03132031A JP H03132031 A JPH03132031 A JP H03132031A JP 24860490 A JP24860490 A JP 24860490A JP 24860490 A JP24860490 A JP 24860490A JP H03132031 A JPH03132031 A JP H03132031A
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/36—Mechanical coupling means
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- G02B6/3692—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers characterised by the manufacturing process of surface profiling of the supporting carrier with surface micromachining involving etching, e.g. wet or dry etching steps
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、適宜のマスキングと適宜のエツチング剤とを
使用して、シリコンウェハの表面から異なった大きさの
互いに接続されたパターンがエツチング形成されるシリ
コンの異方性エツチング方法に関する。
使用して、シリコンウェハの表面から異なった大きさの
互いに接続されたパターンがエツチング形成されるシリ
コンの異方性エツチング方法に関する。
単結晶シリコンは良好なマイクロメカニズム特性を有す
るために種々異なった機械的要素のための出発材料とし
て常時頻繁に使用されている。適用例は例えばインクジ
ェットプリンタのノズル上に設けられる圧力センサから
ハイブリッド構成の電子光学変換器モジュールに至るま
である。
るために種々異なった機械的要素のための出発材料とし
て常時頻繁に使用されている。適用例は例えばインクジ
ェットプリンタのノズル上に設けられる圧力センサから
ハイブリッド構成の電子光学変換器モジュールに至るま
である。
パターニングの特に精密でかつコスト的に有利な方法は
例えばカリろ液またはエチレンジアミン中で単結晶シリ
コンを異方性エツチングすることである。その際、凸状
または突出コーナーには強いアンダーカットがしばしば
生ずる。しかしながら、かかる凸状コーナーは所定の適
用例のためにシリコン板から種々異なった大きさのパタ
ーンが互いに接続された形でエツチング形成されなけれ
ばならない場合には回避することができない、この種の
パターンは例えば光送信器または受信器モジュールにお
いてガラスファイバおよび球レンズを入れるために必要
である。かかる送信器または受信器モジュールはドイツ
連邦共和国特許出願公開第３８０９３９６号公報に詳細
に記載されている。この電子光学変換器モジュールにお
いては個々の光学要素、オプトエレクトロニク要素およ
び電子光学要素は直接シリコン基板上に配置される。
例えばカリろ液またはエチレンジアミン中で単結晶シリ
コンを異方性エツチングすることである。その際、凸状
または突出コーナーには強いアンダーカットがしばしば
生ずる。しかしながら、かかる凸状コーナーは所定の適
用例のためにシリコン板から種々異なった大きさのパタ
ーンが互いに接続された形でエツチング形成されなけれ
ばならない場合には回避することができない、この種の
パターンは例えば光送信器または受信器モジュールにお
いてガラスファイバおよび球レンズを入れるために必要
である。かかる送信器または受信器モジュールはドイツ
連邦共和国特許出願公開第３８０９３９６号公報に詳細
に記載されている。この電子光学変換器モジュールにお
いては個々の光学要素、オプトエレクトロニク要素およ
び電子光学要素は直接シリコン基板上に配置される。
ガラスファイバおよび球レンズを入れるために、シリコ
ンウェハはガラスファイバ用の幅狭の溝が球レンズを収
容するための幅広の溝に連通接続されるようにパターン
化される。
ンウェハはガラスファイバ用の幅狭の溝が球レンズを収
容するための幅広の溝に連通接続されるようにパターン
化される。
シリコンの現在の異方性エツチングにおいては、アンダ
ーカットを生じる元となる突出または凸状コーナーを回
避するためにマスクの設計に注意が向けられている。こ
のことが可能ではない場合には、マスクを被せることに
よってコーナーのアンダーカットを補償し得る（ＩＥＥ
Ｅ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ、第ＥＤ−２５巻、第１０号
、１９７８年１０月、第１１８５号〜第１１９３号参照
）。
ーカットを生じる元となる突出または凸状コーナーを回
避するためにマスクの設計に注意が向けられている。こ
のことが可能ではない場合には、マスクを被せることに
よってコーナーのアンダーカットを補償し得る（ＩＥＥ
Ｅ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ、第ＥＤ−２５巻、第１０号
、１９７８年１０月、第１１８５号〜第１１９３号参照
）。
しかしながら、コーナーのアンダーカットの大きさはエ
ツチング時間に依存するので、このような方法は特に精
密ではない、さらに、マイクロメカニズムパターンを形
成することがこのような措置を講することによって制限
される。
ツチング時間に依存するので、このような方法は特に精
密ではない、さらに、マイクロメカニズムパターンを形
成することがこのような措置を講することによって制限
される。
そこで本発明は、このような欠点を回避して、凸状また
は突出コーナーのアンダーカットを阻止することが出来
るようなシリコンの異方性エツチング方法を提供するこ
とを課題とする。
は突出コーナーのアンダーカットを阻止することが出来
るようなシリコンの異方性エツチング方法を提供するこ
とを課題とする。
このような課題を解決するために、本発明は、パターン
が相応するマスキングによって個別パターンに分割され
て少な（とも２つのエツチングステップにて連続的にシ
リコンウェハからエツチング形成され、エツチングステ
ップ中には既にエツチングされた個別パターンが次の個
別パターンをエツチング形成するために他のマスキング
膜によって覆われることを特徴とする。
が相応するマスキングによって個別パターンに分割され
て少な（とも２つのエツチングステップにて連続的にシ
リコンウェハからエツチング形成され、エツチングステ
ップ中には既にエツチングされた個別パターンが次の個
別パターンをエツチング形成するために他のマスキング
膜によって覆われることを特徴とする。
本発明の有利な実施態様は請求項２以下に記載されてい
る。
る。
本発明による方法においては、所望のパターンは重なる
個別の図に分割され、それゆえ各サブパターンには凸状
コーナーがなくなる０個別パターンはその後に連続的に
エツチング形成され、その場合エツチングの間ではシリ
コンウェハ全体が今まで作成されて来たパターンを含め
て他のマスキング膜によって覆われる。この欣によって
既にエツチングされたパターンが保護され、それゆえ個
別パターン間の接続部における凸状または突出コーナー
はアンダーカットされ得ない。
個別の図に分割され、それゆえ各サブパターンには凸状
コーナーがなくなる０個別パターンはその後に連続的に
エツチング形成され、その場合エツチングの間ではシリ
コンウェハ全体が今まで作成されて来たパターンを含め
て他のマスキング膜によって覆われる。この欣によって
既にエツチングされたパターンが保護され、それゆえ個
別パターン間の接続部における凸状または突出コーナー
はアンダーカットされ得ない。
本発明の有利な実施態様によれば、２つのサブパターン
が異方性エツチングの前に既に埋込み形マスクの形態に
て設けられる。
が異方性エツチングの前に既に埋込み形マスクの形態に
て設けられる。
次に、本発明の実施例を図面に店づいて詳細に説明する
。
。
本発明による多重ステップエツチング方法を、第１図に
示されているように、シリコンウェハｌから異方性エツ
チング形成された幅広のＶ溝３内に幅狭の■溝２を連通
接続する例に基づいて詳細に説明する。ドイツ連邦共和
国特許出願公開第３８０９３９６号公報に関連して冒頭
において既に説明したように、この種のパターンは光送
信器および受信器モジュールにおいてガラスファイバお
よび球レンズに入れるために必要である。
示されているように、シリコンウェハｌから異方性エツ
チング形成された幅広のＶ溝３内に幅狭の■溝２を連通
接続する例に基づいて詳細に説明する。ドイツ連邦共和
国特許出願公開第３８０９３９６号公報に関連して冒頭
において既に説明したように、この種のパターンは光送
信器および受信器モジュールにおいてガラスファイバお
よび球レンズに入れるために必要である。
第２ａ図および第２ｂ図に示された従来の製造方法にお
いては、（１００）方向のシリコンウェハＬヒに結晶学
上の（１１０）方向に対して平行に酸化シリコンまたは
窒化物マスキング４が設けられ、その後、カリろ液中、
またはピロカテキン、エチレンジアミンおよび水の混合
液中でエツチングされる。全ての公知の異方性エツチン
グ混合液は共通して、（１１１）面を他の全ての平面よ
りも可成りゆっくり腐食させる。これによって、凹状に
衝突する（１１１）面によって画成された■状エンチン
グ溝２．３が形成される０両凸状コーナーＫＥ（第２ａ
図）ではしかしながら強いアンダーカットＬＪが生じ（
第２ｂ図）、それゆえ後で、大きなＶ溝３内に球レンズ
を規定通りに入れることが出来なくなる。
いては、（１００）方向のシリコンウェハＬヒに結晶学
上の（１１０）方向に対して平行に酸化シリコンまたは
窒化物マスキング４が設けられ、その後、カリろ液中、
またはピロカテキン、エチレンジアミンおよび水の混合
液中でエツチングされる。全ての公知の異方性エツチン
グ混合液は共通して、（１１１）面を他の全ての平面よ
りも可成りゆっくり腐食させる。これによって、凹状に
衝突する（１１１）面によって画成された■状エンチン
グ溝２．３が形成される０両凸状コーナーＫＥ（第２ａ
図）ではしかしながら強いアンダーカットＬＪが生じ（
第２ｂ図）、それゆえ後で、大きなＶ溝３内に球レンズ
を規定通りに入れることが出来なくなる。
不所望なアンダーカットは、第３ａ図および第３ｂ図に
示されているように、両■溝２．３を分割して２つのス
テップでエツチングすることによって回避される。小さ
なＶ溝２を公知の技術でエツチング形成した後、シリコ
ン板ｌ全体がパッンヘーシッン化され（例えば熱的に酸
化され）、大きなＶ溝３のためにマスク４にマスク穴５
が作成される。このマスク４の適宜のパターンによって
、小さなり＃４２におけるパッシベーション膜が腐食さ
れるのが回避され得る（第３ａ図）。次に異方性エツチ
ングによって大きな■溝３がエツチング形成される。そ
の際、小さな■溝２のところでは酸化マスク４の大きな
溝３内への“嵌入部”がアンダーカットされて、直方体
の角錐状穴３が生ぜしめられる（第３ｂ図）、シかして
、本発明によれば、小さなＶ溝２上の被覆マスク４のた
めに、走査形電子写真によって良く確認し得るように凹
状コーナーはアンダーカットされない。
示されているように、両■溝２．３を分割して２つのス
テップでエツチングすることによって回避される。小さ
なＶ溝２を公知の技術でエツチング形成した後、シリコ
ン板ｌ全体がパッンヘーシッン化され（例えば熱的に酸
化され）、大きなＶ溝３のためにマスク４にマスク穴５
が作成される。このマスク４の適宜のパターンによって
、小さなり＃４２におけるパッシベーション膜が腐食さ
れるのが回避され得る（第３ａ図）。次に異方性エツチ
ングによって大きな■溝３がエツチング形成される。そ
の際、小さな■溝２のところでは酸化マスク４の大きな
溝３内への“嵌入部”がアンダーカットされて、直方体
の角錐状穴３が生ぜしめられる（第３ｂ図）、シかして
、本発明によれば、小さなＶ溝２上の被覆マスク４のた
めに、走査形電子写真によって良く確認し得るように凹
状コーナーはアンダーカットされない。
本発明による多重ステップエツチング方法においては、
第２エツチングステップの前に、例えば既に■溝２を有
している既にパターン化されたシリコンウェハ１が存在
している。第２エツチングステップ用に他のマスキング
膜４をホトリソグラフィック的に作成するために、この
ウェハ１はそれに相応してラック塗布される。■溝の例
えば鋭利な稜のために、ラック付着が完全に良好にはな
らないことがあり得る。そこで、本発明の実施例によれ
ば、第１異方性エツチングの前に既に第２エツチングス
テップ用マスクが埋込まれ、第１エツチングの後にかか
る第２エツチングステップ用マスクが再び露出させられ
る。このような埋込み形マスクはしかしながら直接には
製造され得ない。
第２エツチングステップの前に、例えば既に■溝２を有
している既にパターン化されたシリコンウェハ１が存在
している。第２エツチングステップ用に他のマスキング
膜４をホトリソグラフィック的に作成するために、この
ウェハ１はそれに相応してラック塗布される。■溝の例
えば鋭利な稜のために、ラック付着が完全に良好にはな
らないことがあり得る。そこで、本発明の実施例によれ
ば、第１異方性エツチングの前に既に第２エツチングス
テップ用マスクが埋込まれ、第１エツチングの後にかか
る第２エツチングステップ用マスクが再び露出させられ
る。このような埋込み形マスクはしかしながら直接には
製造され得ない。
何故ならば、このマスキング膜は後でエツチングされる
例えば小さな■溝の内部をも同様に保護しなければなら
ないからである。しかしながら、第２エツチングステッ
プのために必要なマスク（このマスクは最終エツチング
マスクのために第２エツチング前に“複写”される）の
ネガティブを埋込むことはトポロジツク的に可能である
。複写の際にネガティブマスクが新たなマスキング膜の
成長を阻止し、それゆえネガティブマスクの分Ｍ後は所
望のポジティブマスクが残される。この方法は、例えば
、引き続いて行われる熱的酸化または同様にドーピング
の際に腐食されない埋込み形窒化シリコンマスクを用い
て行うことが可能である。
例えば小さな■溝の内部をも同様に保護しなければなら
ないからである。しかしながら、第２エツチングステッ
プのために必要なマスク（このマスクは最終エツチング
マスクのために第２エツチング前に“複写”される）の
ネガティブを埋込むことはトポロジツク的に可能である
。複写の際にネガティブマスクが新たなマスキング膜の
成長を阻止し、それゆえネガティブマスクの分Ｍ後は所
望のポジティブマスクが残される。この方法は、例えば
、引き続いて行われる熱的酸化または同様にドーピング
の際に腐食されない埋込み形窒化シリコンマスクを用い
て行うことが可能である。
窒化シリコンはつまりシリコンよりも明らかにゆっくり
酸化される。従って、シリコン上のＳｉｎ。
酸化される。従って、シリコン上のＳｉｎ。
膜を著しく腐食することなく、窒化シリコン上の薄い酸
化膜がエツチング除去され得る。その後窒化シリコンが
エツチングされ、それによりＳｔｏｗ腋だけが次の個別
パターン例えば大きな■溝のエツチング形成のための他
のマスキング膜４として残される。個々のプロセスステ
ップは第４ａ図ないし第４「図に示されたＳ ｌ ｘ
Ｎａ Ｓ ｉ Ｏ２の材料組合わせ例にて図示されて
いる。
化膜がエツチング除去され得る。その後窒化シリコンが
エツチングされ、それによりＳｔｏｗ腋だけが次の個別
パターン例えば大きな■溝のエツチング形成のための他
のマスキング膜４として残される。個々のプロセスステ
ップは第４ａ図ないし第４「図に示されたＳ ｌ ｘ
Ｎａ Ｓ ｉ Ｏ２の材料組合わせ例にて図示されて
いる。
第４ａ図はホトレジストＭＦによるラック塗布と、例え
ば大きな溝をエツチングするためにシリコンウェハｌ上
に設けられた５ｉ３Ｎ４Ｆ！への矢印方向Ｂの露光とを
示す。第４ｂ図は５ｉｓＮ４膜のバターニングを示す、
第４ｃ図はＳ ｉ Ｏｚを形成する酸化と、ホトレジス
） ＭＩ Ｆの形態のラック塗布と、例えば小さな■溝
のための矢印Ｂによる露光とを示す、第４ｄ図はＳｉＯ
□エツチングと、小さな■溝２のエツチングとを示す。
ば大きな溝をエツチングするためにシリコンウェハｌ上
に設けられた５ｉ３Ｎ４Ｆ！への矢印方向Ｂの露光とを
示す。第４ｂ図は５ｉｓＮ４膜のバターニングを示す、
第４ｃ図はＳ ｉ Ｏｚを形成する酸化と、ホトレジス
） ＭＩ Ｆの形態のラック塗布と、例えば小さな■溝
のための矢印Ｂによる露光とを示す、第４ｄ図はＳｉＯ
□エツチングと、小さな■溝２のエツチングとを示す。
第４ｅ図には５ｉｆｔ膜を形成する小さなＶ溝２の酸化
と、大きな■溝３をエツチングするための他のマスキン
グ膜４の形成とが示されている。第４ｒ図は最終ステッ
プとして５ｉ３Ｎ４Ｎのエツチング除去と、シリコンウ
ェハ１からの大きな■溝３のエツチング形成とが示され
ている。
と、大きな■溝３をエツチングするための他のマスキン
グ膜４の形成とが示されている。第４ｒ図は最終ステッ
プとして５ｉ３Ｎ４Ｎのエツチング除去と、シリコンウ
ェハ１からの大きな■溝３のエツチング形成とが示され
ている。
第１図はパターン化されたシリコンウェハを示す斜視図
、第２ａ図および第２ｂ図は従来のパターンニングを有
する第１図に示されたシリコンウェハの平面図、第３ａ
図および第３ｂ図は本発明によるパターンニングを有す
る第１図に示されたシリコンウェハの平面図、第４ａ図
ないし第４ｆ図は埋込み形マスクを使用した際のプロセ
スについて説明するための概略図である。 ｌ・・・シリコンウェハ ２・・・小さな溝 ３・・・大きな溝 ４・・・マスキング膜 ｆｉ１１８１代岸人ダＦ）’Ｉｌ＋’バ村 溝（゛ Ｌ、−０ ＩＧ２ａ −」 ＩＧ２ｂ ＩＧ ３ａ ［−」 ＩＧ ３ｂ ＦＩＧ ４ａ ＦＩＧ４ｆ
、第２ａ図および第２ｂ図は従来のパターンニングを有
する第１図に示されたシリコンウェハの平面図、第３ａ
図および第３ｂ図は本発明によるパターンニングを有す
る第１図に示されたシリコンウェハの平面図、第４ａ図
ないし第４ｆ図は埋込み形マスクを使用した際のプロセ
スについて説明するための概略図である。 ｌ・・・シリコンウェハ ２・・・小さな溝 ３・・・大きな溝 ４・・・マスキング膜 ｆｉ１１８１代岸人ダＦ）’Ｉｌ＋’バ村 溝（゛ Ｌ、−０ ＩＧ２ａ −」 ＩＧ２ｂ ＩＧ ３ａ ［−」 ＩＧ ３ｂ ＦＩＧ ４ａ ＦＩＧ４ｆ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）適宜のマスキングと適宜のエッチング剤とを使用し
て、シリコンウェハの表面から異なった大きさの互いに
接続されたパターンがエッチング形成されるシリコンの
異方性エッチング方法において、前記パターンは相応す
るマスキングによって個別パターン（２、３）に分割さ
れて少なくとも２つのエッチングステップにて連続的に
シリコンウェハからエッチング形成され、エッチングス
テップの間では既にエッチングされた個別パターン（２
）は次の個別パターン（３）をエッチング形成するため
に他のマスキング膜（４）によって覆われることを特徴
とするシリコンの異方性エツチング方法。 ２）前記パターン（２、３）は（１００）方向のシリコ
ンウェハ（１）からエッチング形成され、Ｖ溝、台形状
溝、角錐または角錐台の形状を有することを特徴とする
請求項１記載の方法。 ３）相応するマスキングを設けられた（１００）方向の
シリコンウェハ（１）から個別パターンとして第１エッ
チングステップにてＶ溝（２）がエッチング形成され、
次に前記シリコンウェハ（１）とＶ溝（２）とは他のマ
スキング（４）によって覆われ、その後第２エッチング
ステップにて個別パターンとして前記Ｖ溝（２）に連通
接続される大きなＶ状窪み（３）がエッチング形成され
ることを特徴とする請求項１または２記載の方法。 ４）前記他のマスキング（４）は埋込み形マスクの形態
のネガティブとして異方性エッチングの前に前記シリコ
ンウェハ（１）上に設けられることを特徴とする請求項
１ないし３の１つに記載の方法。 ５）前記埋込み形マスクのネガティブとして窒化シリコ
ン膜が前記シリコンウェハ（１）上に設けられることを
特徴とする請求項４記載の方法。 ６）前記他のマスキング（４）は前記シリコンウェハ（
１）の予めパターン化された部分の熱的酸化によって作
成されることを特徴とする請求項４または５記載の方法
。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP89117581.2 | 1989-09-22 | ||
| EP19890117581 EP0418423B2 (de) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | Verfahren zum anisotropen Ätzen von Silizium |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03132031A true JPH03132031A (ja) | 1991-06-05 |
Family
ID=8201919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24860490A Pending JPH03132031A (ja) | 1989-09-22 | 1990-09-17 | シリコンの異方性エツチング方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0418423B2 (ja) |
| JP (1) | JPH03132031A (ja) |
| DE (1) | DE58909602D1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103698856A (zh) * | 2012-09-28 | 2014-04-02 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 硅基光纤夹具及制造方法 |
| CN103698855A (zh) * | 2012-09-28 | 2014-04-02 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 自对准硅基光纤夹具及制造方法 |
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-
1989
- 1989-09-22 DE DE58909602T patent/DE58909602D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-09-22 EP EP19890117581 patent/EP0418423B2/de not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-09-17 JP JP24860490A patent/JPH03132031A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
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| CN103698855A (zh) * | 2012-09-28 | 2014-04-02 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 自对准硅基光纤夹具及制造方法 |
| CN103698855B (zh) * | 2012-09-28 | 2016-02-10 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 自对准硅基光纤夹具及制造方法 |
| CN103698856B (zh) * | 2012-09-28 | 2016-02-10 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 硅基光纤夹具及制造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE58909602D1 (de) | 1996-03-21 |
| EP0418423B2 (de) | 1998-12-09 |
| EP0418423B1 (de) | 1996-02-07 |
| EP0418423A1 (de) | 1991-03-27 |
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