JPH0557525A - Minute trench working machine and minute trench working method - Google Patents

Minute trench working machine and minute trench working method

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JPH0557525A
JPH0557525A JP22017591A JP22017591A JPH0557525A JP H0557525 A JPH0557525 A JP H0557525A JP 22017591 A JP22017591 A JP 22017591A JP 22017591 A JP22017591 A JP 22017591A JP H0557525 A JPH0557525 A JP H0557525A
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JP
Japan
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processed
reaction gas
processing
processing member
region
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP22017591A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuyoshi Sakakibara
伸義 榊原
Takayuki Tominaga
隆行 冨永
Michio Hisanaga
道夫 久永
Tadashi Hattori
服部  正
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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Priority to US07/935,104 priority patent/US5397420A/en
Publication of JPH0557525A publication Critical patent/JPH0557525A/en
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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To embody a high aspect structure having optical depth at low cost. CONSTITUTION:High frequency electric power 31 is applied to workpieces 10 and a working electrode 21 with a cathode coupling, and a plasma region 60 is formed on the tip of the working electrode 21. The introduction of a reaction gas 50 into the plasma region 60 causes the activation of the reaction gas and the adsorption of an active gas to a workpiece 10 surface opposite to the tip of the working electrode 21, and the reaction of the active gas to the workpiece 10 results in the etching of the workpiece 10 surface. The working electrode 21 is delivered in the workpiece 10 direction with a feed mechanism according to etching to trench 11 the workpiece 10. The reaction product of the workpiece and the reaction gas produced by the etching reaction is stuck and deposited on a side wall of a trench 11 to become a protective film 12 to etching, embodying the high aspect structure.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は微細加工技術に係り、例
えばマイクロモータの軸穴あるいは圧力センサの圧力導
入孔等に必要なハイアスペクト比を有する微細トレンチ
の形成に採用して好適な微細トレンチ加工機および微細
トレンチ加工方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microfabrication technique, and for example, a microtrench suitable for forming a microtrench having a high aspect ratio necessary for a shaft hole of a micromotor or a pressure introduction hole of a pressure sensor. The present invention relates to a processing machine and a fine trench processing method.

【0002】[0002]

【従来技術およびその問題点】従来、微細トレンチ,微
細穴を形成する精密加工技術の一つとして放電加工技術
が知られている。図6(a)に、この放電加工技術によ
る微細穴放電加工機の概略的な構成図を示す。
2. Description of the Related Art Conventionally, an electric discharge machining technique has been known as one of precision machining techniques for forming fine trenches and fine holes. FIG. 6A shows a schematic configuration diagram of a fine hole electric discharge machine using this electric discharge machining technique.

【0003】図6(a)において、110は微細穴加工
が施される被加工材料(ワーク)であり、ホルダ電極1
30に保持されてオイル100中に設置される。また、
121はタングステン線等,細径に形成しても高剛性で
内部欠陥等により断線しない材料で構成された加工電極
で、送り機構120により被加工材料110方向へ回転
を伴いながら送り出される。
In FIG. 6 (a), reference numeral 110 denotes a material to be processed (work) to which fine hole processing is applied, and the holder electrode 1
It is held at 30 and installed in oil 100. Also,
A machining electrode 121 is made of a material such as a tungsten wire which has a high rigidity and does not break due to internal defects even when formed into a small diameter. The machining electrode 121 is fed by the feed mechanism 120 toward the material 110 to be processed while rotating.

【0004】ここで、放電加工技術による微細穴加工
は、単発の放電痕すなわちクレータの集積として実現さ
れる。図6(a)においては、RC回路を放電回路13
1としたもので、単発の放電エネルギーE(J)は次式
であらわされる。
Here, the fine hole machining by the electric discharge machining technique is realized as an accumulation of single electric discharge marks, that is, craters. In FIG. 6A, the RC circuit is replaced by the discharge circuit 13
The single discharge energy E (J) is represented by the following equation.

【0005】[0005]

【数1】E=(C・V2 )/2 ここで、C;コンデンサ容量、V;極間の印加電圧. 即ち、この単発の放電エネルギーEにより被加工材料1
10を放電加工しながら加工電極121を送り出すこと
で、被加工材料110に微細穴加工を施すことができ
る。
[Equation 1] E = (C · V 2 ) / 2, where C is the capacitance of the capacitor, V is the voltage applied between the poles. That is, the material 1 to be processed is generated by this single discharge energy E.
By sending out the machining electrode 121 while the electric discharge machining of 10 is performed, it is possible to perform fine hole machining on the material 110 to be machined.

【0006】しかしながら、この放電加工を用いた微細
穴加工においては、加工穴が上述したように単発の放電
痕すなわちクレータの集積として実現されるものである
ためにその仕上げ面粗さは粗く、また仕上げ面粗さを小
さくするためには、上述の数1であらわされる放電エネ
ルギーEを微小にするように装置における浮遊容量をで
きるだけ低減する配慮が必要となる。
However, in the fine hole machining using this electric discharge machining, the machined hole is realized as an accumulation of a single electric discharge mark, that is, a crater as described above, so that the finished surface has a rough surface. In order to reduce the finished surface roughness, it is necessary to consider as much as possible the stray capacitance in the device so that the discharge energy E expressed by the above-mentioned formula 1 is made minute.

【0007】また、加工法として放電加工を用いている
ために、加工できる材料が導電性材料に限られるという
問題がある。さらに、加工穴111の深さが大きくなる
(アスペクト比が大)に従い、加工電極121は被加工
材料110中を進むことになり、加工電極121先端に
おける放電のみならず胴側部における放電も進行し、図
6(b)に示すように、被加工材料110上面における
穴径L’と下方における穴径Lとの間で差異が生じ、均
一な穴径を得ることが困難となるという問題がある。
Further, since electric discharge machining is used as a processing method, there is a problem that the materials that can be processed are limited to conductive materials. Furthermore, as the depth of the processing hole 111 increases (the aspect ratio is large), the processing electrode 121 advances in the material 110 to be processed, and not only the discharge at the tip of the processing electrode 121 but also the discharge on the side of the body progresses. However, as shown in FIG. 6B, there arises a difference between the hole diameter L ′ on the upper surface of the material to be processed 110 and the hole diameter L below, which makes it difficult to obtain a uniform hole diameter. is there.

【0008】また、他にハイアスペクト構造の形成にお
いて代表的なものとして、LIGA(Lithograpie Galv
anoformung Abformung)プロセスを挙げる事ができる。
このプロセスは、PMMAレジストを基板に厚く塗布
し、X線などによりフォトリソグラフィを行い、このレ
ジストの型に金属等を鋳込む方法(電鋳など)によって
ハイアスペクト構造を形成するものである。
[0008] In addition, as a typical one for forming a high aspect structure, LIGA (Lithograpie Galv
anoformung Abformung) process.
In this process, a PMMA resist is applied thickly on a substrate, photolithography is performed by X-ray or the like, and a metal or the like is cast into a mold of this resist to form a high aspect structure.

【0009】しかしながら、LIGAプロセスでは高価
なSOR(Synchrotron Orbital Radiation )を用いる
必要があり装置コストが大幅に高くなってしまう。
However, in the LIGA process, it is necessary to use expensive SOR (Synchrotron Orbital Radiation), and the apparatus cost is significantly increased.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来技術の問題に鑑みてなされたものであり、被加工材料
の材質を問わず、形状精度,仕上げ面ともに高精度で、
任意の深さのハイアスペクト構造を低コストで実現する
ことを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has high accuracy in both shape accuracy and finished surface regardless of the material of the material to be processed.
The purpose is to realize a high aspect structure with an arbitrary depth at low cost.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る微細トレンチ加工機および微細トレンチ
加工方法では、先端部と被加工材料との間で局所的に反
応ガスを分解・解離させ活性種とする領域(例えばプラ
ズマ領域あるいは光アシストによる反応領域が挙げられ
る)を形成し得る極細線形状の部材を被加工材料に対向
して配置し、この極細線状部材を被加工材料のエッチン
グ底面との距離を一定に保ちながら送り込み被加工材料
を局所的にエッチング除去するとともに、被加工材料の
エッチング側壁に反応生成物を順次堆積させるという技
術的手段を採用している。
In order to achieve the above object, in a fine trench processing machine and a fine trench processing method according to the present invention, a reaction gas is locally decomposed and dissociated between a tip portion and a material to be processed. An ultrafine wire-shaped member capable of forming a region to be an active species (for example, a plasma region or a photo-assisted reaction region) is arranged facing the material to be processed. A technical means is adopted in which the material to be processed is sent in and removed locally while keeping a constant distance from the etching bottom surface, and reaction products are sequentially deposited on the etching sidewall of the material to be processed.

【0012】[0012]

【作用及び発明の効果】反応ガスは被加工材料のエッチ
ング底面と極細線部材の先端部との間の局所領域におい
て分解・解離され、活性種となり被加工材料を原子レベ
ルでエッチングする。そのため、被加工材料の材質を問
わず、仕上げ面粗さも従来の放電加工に比べ非常に小さ
いものとすることができる。
The reaction gas is decomposed and dissociated in the local region between the etching bottom surface of the material to be processed and the tip of the ultrafine wire member, and becomes an active species to etch the material to be processed at the atomic level. Therefore, regardless of the material of the material to be processed, the finished surface roughness can be made much smaller than that of the conventional electric discharge machining.

【0013】ここで、エッチング底面と極細線部材の先
端部との間の距離が一定に保たれるように、極細線部材
が被加工材料方向に送り込まれるため、任意の深さのハ
イアスペクト構造を実現することができる。
Here, since the ultrafine wire member is fed in the direction of the material to be processed so that the distance between the etching bottom surface and the tip of the ultrafine wire member is kept constant, the high aspect structure of arbitrary depth is formed. Can be realized.

【0014】更に、反応ガスは被加工材料のエッチング
底面と極細線部材の先端部の間の局所領域においてのみ
分解・解離するため、この領域以外では被加工材料はダ
メージを受ける事はない。すなわち、被加工材料のエッ
チング側壁においては、エッチング底面のごく近傍を除
いた全ての領域においてエッチングされる可能性は少な
い。また、このエッチング側壁には反応領域において形
成された反応生成物が順次堆積し、保護膜として作用す
るためエッチング側壁はさらに活性種によるエッチング
が抑制され、深さ方向に均一な形状とすることができ
る。
Further, the reaction gas is decomposed and dissociated only in the local region between the etching bottom surface of the material to be processed and the tip portion of the ultrafine wire member, so that the material to be processed is not damaged outside this region. In other words, the etching sidewall of the material to be processed is unlikely to be etched in all regions except the vicinity of the etching bottom surface. Further, the reaction products formed in the reaction region are sequentially deposited on the etching sidewall and act as a protective film, so that etching by the active species is further suppressed on the etching sidewall, and the etching sidewall can have a uniform shape in the depth direction. it can.

【0015】このように本発明によれば、被加工材料の
材質を問わず、形状精度,仕上げ面ともに高精度で、任
意の深さのハイアスペクト構造を低コストで実現するこ
とが可能となる。
As described above, according to the present invention, regardless of the material of the material to be processed, it is possible to realize a high aspect structure of arbitrary depth with high accuracy in shape accuracy and finished surface at low cost. ..

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明を図に示す実施例に基づいて説
明する。図1に本発明第1実施例を適用した微細トレン
チ加工機のシステム構成図を示す。図1において、10
は被加工材料であり、真空槽40内のホルダ電極30に
保持される。ホルダ電極30はカソード電極を構成し、
高周波電力31が印加される所謂カソードカップリング
構成となっている。
The present invention will be described below with reference to the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 shows a system configuration diagram of a fine trench processing machine to which the first embodiment of the present invention is applied. In FIG. 1, 10
Is a material to be processed, and is held by the holder electrode 30 in the vacuum chamber 40. The holder electrode 30 constitutes a cathode electrode,
It has a so-called cathode coupling structure to which the high frequency power 31 is applied.

【0017】また、真空槽40内にはカソード電極を構
成するホルダ電極30に対し、アノード電極となる加工
電極(極細線部材)21が配置される。加工電極21は
タングステン線等,細径に形成しても高剛性で内部欠陥
等により断線しない材料で構成され、被加工材料10方
向へ送り機構20にて送り出される。なお、加工電極2
1の径は被加工材料10にあけるトレンチ径に応じて設
定できるもので、交換することにより異なる径のトレン
チ加工を行うことができる。
Further, in the vacuum chamber 40, a processing electrode (extra fine wire member) 21 serving as an anode electrode is arranged with respect to a holder electrode 30 constituting a cathode electrode. The machining electrode 21 is made of a material such as a tungsten wire which has a high rigidity and does not break due to internal defects even when formed into a small diameter, and is fed by the feeding mechanism 20 toward the material 10 to be processed. The processing electrode 2
The diameter of 1 can be set according to the diameter of the trench in the material 10 to be processed, and by exchanging it, it is possible to perform trench processing of different diameters.

【0018】また、真空槽40内には吸気口41より反
応ガス50が導入されるもので、導入された反応ガス5
0は両電極間に印加される高周波電力31によりラジカ
ル,イオン等の反応種となり、この反応種が化学反応及
び被加工材料10への局所的な衝突等により被加工材料
10をエッチングする。ここで、加工電極21の送り機
構20による送り出し速度は、あらかじめ加工条件に応
じて設定されており、常に加工電極21の先端とそれに
対する被加工材料10表面までの距離が一定に制御され
てエッチングが進行される。
In addition, the reaction gas 50 is introduced into the vacuum chamber 40 through the intake port 41.
0 becomes reactive species such as radicals and ions due to the high frequency power 31 applied between both electrodes, and the reactive species etch the material 10 to be processed by chemical reaction and local collision with the material 10 to be processed. Here, the feeding speed of the working electrode 21 by the feeding mechanism 20 is set in advance in accordance with the working conditions, and the distance between the tip of the working electrode 21 and the surface of the material 10 to be worked relative to the tip is always controlled to be constant. Is advanced.

【0019】そして、反応に使われたガスは排気口42
より排出される。なお、真空槽40内に発生されるプラ
ズマを分光し反応をモニタし、加工の高精度化,高速化
あるいは終端検出等も可能である。
The gas used for the reaction is exhaust port 42.
More discharged. The plasma generated in the vacuum chamber 40 can be spectrally dispersed to monitor the reaction, thereby making it possible to improve the precision and speed of processing, or detect the end.

【0020】次に、図2を用いて、エッチングにより進
行するトレンチ加工について説明する。図2において、
被加工材料10として半導体(シリコン)を用いた場
合、真空槽40内に導入する反応ガス50としてはハロ
ゲン系ガスを使用することができる。
Next, with reference to FIG. 2, the trench processing which proceeds by etching will be described. In FIG.
When a semiconductor (silicon) is used as the material 10 to be processed, a halogen-based gas can be used as the reaction gas 50 introduced into the vacuum chamber 40.

【0021】送り機構20により加工電極21を被加工
材料10に対向させ電源31を加工電極21および被加
工材料10に接続すると、この間において局所的なプラ
ズマ領域60が形成される。このプラズマ領域60にお
いて反応ガス50は分解・解離してラジカル,イオン等
の活性種となり、この活性種がプラズマ領域60に曝さ
れた被加工材料表面に吸着しこれが被加工材料10と反
応することによって局所的なエッチング除去が進行され
る。主反応ガスとしてHBrを用いた場合の被加工材料
(Si)10表面での主反応は次のごとくなる。
When the machining electrode 21 is opposed to the material 10 to be processed by the feed mechanism 20 and the power source 31 is connected to the machining electrode 21 and the material 10 to be processed, a local plasma region 60 is formed during this period. In the plasma region 60, the reactive gas 50 is decomposed and dissociated into active species such as radicals and ions, and the active species are adsorbed on the surface of the material to be processed exposed to the plasma region 60 and react with the material 10 to be processed. By this, local etching removal proceeds. The main reaction on the surface of the material to be processed (Si) 10 when HBr is used as the main reaction gas is as follows.

【0022】[0022]

【化1】Si+HBr→SiBrX +H そして、この反応によって被加工材料(Si)10表面
がエッチングされて生成された主反応生成物(SiBr
X )は、被加工材料のエッチング側壁に付着・堆積し、
エッチングに対する保護膜12を形成する。
Embedded image Si + HBr → SiBr X + H Then, the main reaction product (SiBr) generated by etching the surface of the material (Si) 10 to be processed by this reaction
X ) adheres to and deposits on the etching side wall of the material to be processed,
A protective film 12 for etching is formed.

【0023】加工電極21を被加工材料10のエッチン
グ底面との距離を一定に保つように送り機構20により
被加工材料10に送り込むことで上述のエッチングとエ
ッチング側壁への保護膜12の堆積が継続し、任意の深
さのトレンチ11を深さ方向に均一な内径で形成するこ
とが可能である。
By feeding the processing electrode 21 into the material 10 to be processed by the feeding mechanism 20 so as to keep a constant distance from the etching bottom surface of the material 10 to be processed, the above-mentioned etching and the deposition of the protective film 12 on the etching sidewall are continued. However, it is possible to form the trench 11 having an arbitrary depth with a uniform inner diameter in the depth direction.

【0024】このとき、加工電極21を被加工材料10
に対して垂直に送り込んだ場合には単一のトレンチが形
成されるが、被加工材料10の面内方向に加工電極を走
査すれば任意のパターンでトレンチを形成することがで
きる。
At this time, the processing electrode 21 is connected to the material 10 to be processed.
A single trench is formed in the case of being fed perpendicularly to, but the trench can be formed in an arbitrary pattern by scanning the processing electrode in the in-plane direction of the material 10 to be processed.

【0025】このようにして加工した被加工材料10は
そのまま使用することは勿論,これを型として利用して
この型に金属などを鋳込む方法(電鋳など)により複数
のハイアスペクト構造を形成することも可能である。
The processed material 10 thus processed is used as it is, and a plurality of high aspect structures are formed by a method of using this as a mold and casting metal or the like into this mold (electroforming, etc.). It is also possible to do so.

【0026】また、被加工材料の材質も半導体のみなら
ず、金属,誘電体,絶縁体種々適用可能である。その場
合、イオン,ラジカル等の活性種としてエッチング反応
に寄与する反応ガスは、被加工材料の材質に応じて、
O,F,Br系ガス等適宜設定可能である。
The material to be processed is not limited to semiconductors, and various metals, dielectrics and insulators can be applied. In that case, the reaction gas that contributes to the etching reaction as active species such as ions and radicals may be changed depending on the material of the material to be processed.
O, F, Br type gases, etc. can be set appropriately.

【0027】次に、図3に本発明第2実施例になる微細
トレンチ加工機の概略構造図を示す。本実施例は、上記
第1実施例における加工電極21の代わりに極細線部材
として光ファイバー71を用い、この光ファイバー71
の先端より被加工材料に向けて光を照射することで光が
照射された局部領域(光アシスト反応領域)75におい
て反応ガス50を分解・解離して活性種を形成するもの
である。即ち、上記第1実施例がプラズマを用いて活性
種を形成するものであったのに対し、本実施例では光エ
ネルギーにより活性種を形成する。図3において、70
はレーザ等の光源である。本実施例においても第1実施
例と同様に光ファイバー71の先端のみで活性種が形成
されるので、エッチングとエッチング側壁への保護膜1
2の堆積が可能となる。
Next, FIG. 3 is a schematic structural diagram of a fine trench processing machine according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, an optical fiber 71 is used as an ultrafine wire member instead of the processed electrode 21 in the first embodiment.
By irradiating the material to be processed with light from the tip of, the reaction gas 50 is decomposed and dissociated in the local region (light assisted reaction region) 75 irradiated with light to form active species. That is, the active species are formed by using plasma in the first embodiment, whereas the active species are formed by light energy in the present embodiment. In FIG. 3, 70
Is a light source such as a laser. In this embodiment as well, as in the first embodiment, active species are formed only at the tip of the optical fiber 71, so that etching and the protective film 1 on the etching sidewall are performed.
2 can be deposited.

【0028】また、上記第1実施例と本第2実施例とを
適宜組み合わせ、例えばプラズマによる反応ガスの解離
を行いながらレーザビーム等を照射し、反応ガスと被加
工材料との反応を促進しながら深いトレンチ形成を行う
ことも可能である。
Further, the first embodiment and the second embodiment are appropriately combined, and for example, a laser beam or the like is irradiated while the reaction gas is dissociated by plasma to promote the reaction between the reaction gas and the material to be processed. However, it is also possible to form a deep trench.

【0029】また、図4には本発明第3実施例の要部構
造図を示す。本実施例は、上記第1実施例における加工
電極21の胴側壁に絶縁材料22を被膜することで加工
電極21の胴側壁と被加工材料10のエッチング側壁間
での不要なプラズマ放電を防止し、選択的に加工電極2
1の先端のみで反応ガスを分解・解離させるものであ
る。
FIG. 4 is a structural view of the essential portions of the third embodiment of the present invention. This embodiment prevents unnecessary plasma discharge between the side wall of the processing electrode 21 and the etching side wall of the workpiece 10 by coating the insulating material 22 on the side wall of the processing electrode 21 in the first embodiment. , Selective machining electrode 2
The reaction gas is decomposed and dissociated only at the tip of 1.

【0030】図5は、本発明第4実施例になる微細トレ
ンチ加工機の要部構造図である。本実施例は、上記第3
実施例における加工電極21の内部に管状の空洞23を
設けて、この空洞23から反応ガス50を導入するもの
である。上記第1〜第3実施例では反応ガス50は真空
槽40内を拡散することで被加工材料10のトレンチ1
1に進入することになるが、トレンチ深さが深くなるに
したがってガスの進入は困難になる。これは、特に極細
線部材である加工電極21あるいは光ファイバー71と
トレンチ11とのクリアランスが小さい場合には顕著と
なる。このため、本第4実施例では確実にトレンチ底
部,即ち極細線部材先端の解離領域に反応ガス50が届
くように、加工電極21の先端から反応ガス50を吐出
させるものである。すなわち、プラズマ領域60には常
に新鮮なガスが供給され、反応後のガスは加工電極21
とトレンチ11との間の空間に沿って上方に流れること
になり、トレンチ内への反応ガスの滞留は防止できる。
FIG. 5 is a structural view of the essential parts of a fine trench processing machine according to the fourth embodiment of the present invention. This embodiment is the same as the third embodiment.
A tubular cavity 23 is provided inside the processing electrode 21 in the embodiment, and the reaction gas 50 is introduced from this cavity 23. In the above-mentioned first to third embodiments, the reaction gas 50 diffuses in the vacuum chamber 40, so that the trench 1 of the material 10 to be processed is
However, it becomes difficult for gas to enter as the trench depth increases. This becomes remarkable especially when the clearance between the machining electrode 21 or the optical fiber 71, which is an ultrafine wire member, and the trench 11 is small. For this reason, in the fourth embodiment, the reaction gas 50 is discharged from the tip of the processing electrode 21 so that the reaction gas 50 surely reaches the bottom of the trench, that is, the dissociation region of the tip of the ultrafine wire member. That is, fresh gas is always supplied to the plasma region 60, and the gas after the reaction is processed electrode 21.
The reaction gas flows upward along the space between the trench 11 and the trench 11, and the reaction gas can be prevented from staying in the trench.

【0031】なお、本第4実施例は上記光アシストを用
いた第2実施例にも、勿論、適用可能である。以上、種
々の実施例により説明したように、反応ガス50は被加
工材料10のエッチング底面と極細線部材(加工電極2
1,光ファイバー71)の先端部との間の局所領域(プ
ラズマ領域60,光アシスト反応領域75)においての
み分解・解離し、この領域以外では被加工材料10はダ
メージを受けることはない。すなわち、被加工材料10
のエッチングはエッチング底面のごく近傍において進行
することになる。これは、エッチングされた後のトレン
チ11の側壁に、反応領域におけるエッチング反応で形
成された反応生成物が付着・堆積し、保護膜12として
作用する(側壁保護効果)ことにも関連する。
The fourth embodiment is of course applicable to the second embodiment using the above-mentioned optical assist. As described above with reference to various embodiments, the reaction gas 50 is used for etching the bottom surface of the material 10 to be processed and the ultrafine wire member (processing electrode 2).
1, the optical fiber 71) is decomposed and dissociated only in a local region (plasma region 60, photo-assisted reaction region 75) between the tip portion of the optical fiber 71), and the work material 10 is not damaged outside this region. That is, the material to be processed 10
Etching will proceed in the immediate vicinity of the etching bottom surface. This is also related to the fact that the reaction product formed by the etching reaction in the reaction region adheres and deposits on the side wall of the trench 11 after being etched, and acts as the protective film 12 (side wall protective effect).

【0032】以上のことから、極細線部材(加工電極2
1,光ファイバー71)を送り機構20により被加工材
料10方向へ送り込むことで、被加工材料10を任意の
深さまでトレンチ形成することができ、また、そのトレ
ンチ11の側壁は反応領域において形成された活性種の
影響を受けること無く、深さ方向に均一な形状とするこ
とができる。また、トレンチ形成も原子レベルで進行す
るエッチング反応を用いているため、従来の放電加工に
よる穴加工に比べ、その加工仕上げ面の面粗さは非常に
小さい。なお、トレンチ形成後、トレンチ11の側壁に
付着した保護膜12はウェットエッチ等により容易に取
り除くことも可能である。
From the above, the ultrafine wire member (machining electrode 2
1. By feeding the optical fiber 71) toward the material 10 to be processed by the feed mechanism 20, the material 10 can be formed into a trench to an arbitrary depth, and the side wall of the trench 11 is formed in the reaction region. The shape can be made uniform in the depth direction without being affected by the active species. In addition, since the trench formation also uses an etching reaction that proceeds at the atomic level, the surface roughness of the machined surface is very small compared to conventional hole machining by electric discharge machining. After forming the trench, the protective film 12 attached to the side wall of the trench 11 can be easily removed by wet etching or the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明第1実施例を適用した微細トレンチ加工
機のシステム構成図である。
FIG. 1 is a system configuration diagram of a fine trench processing machine to which a first embodiment of the present invention is applied.

【図2】本発明第1実施例の概略的な要部構造図であ
る。
FIG. 2 is a schematic structural view of a main part of the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明第2実施例の概略的な要部構造図であ
る。
FIG. 3 is a schematic structural view of a main part of a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明第3実施例の概略的な要部構造図であ
る。
FIG. 4 is a schematic structural diagram of a main part of a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明第4実施例の概略的な要部構造図であ
る。
FIG. 5 is a schematic structural view of a main part of a fourth embodiment of the present invention.

【図6】図(a)は従来の微細穴放電加工機のシステム
構成図、図(b)はその問題点を説明するために供する
図である。
FIG. 6A is a system configuration diagram of a conventional fine hole electric discharge machine, and FIG. 6B is a diagram provided for explaining the problem.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 被加工材料 11 トレンチ 12 保護膜 20 送り機構 21 加工電極(アノード電極) 30 ホルダ電極(カソード電極) 31 高周波電力 40 真空槽 50 反応ガス 60 プラズマ領域 70 レーザ光源 71 光ファイバー 75 光アシスト反応領域 10 Work Material 11 Trench 12 Protective Film 20 Feed Mechanism 21 Processing Electrode (Anode Electrode) 30 Holder Electrode (Cathode Electrode) 31 High-Frequency Power 40 Vacuum Tank 50 Reactive Gas 60 Plasma Region 70 Laser Light Source 71 Optical Fiber 75 Light-Assisted Reaction Region

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 服部 正 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masaru Hattori 1-1-1, Showa-cho, Kariya city, Aichi prefecture Nihon Denso Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 先端部を有する極細線形状の加工部材
と、 この加工部材を被加工材料に対向配置し、該加工部材を
被加工材料のエッチング底面との距離を一定に保ちなが
ら送り込む送り手段と、 前記加工部材の先端部と被加工材料との間の領域に、反
応ガスを供給する反応ガス供給手段と前記加工部材の先
端部と被加工材料との間の領域において、局所的に前記
反応ガスを分解・解離させる活性化領域を形成する活性
化手段とを備えることを特徴とする微細トレンチ加工
機。
1. An ultrafine wire-shaped processing member having a tip portion, and a feeding means for arranging the processing member facing a material to be processed and feeding the processing member while keeping a constant distance from an etching bottom surface of the material to be processed. And a region between the tip of the processing member and the material to be processed, in a region between the reaction gas supply means for supplying a reaction gas and the tip of the processing member and the material to be processed, A fine trench processing machine comprising: an activation unit that forms an activation region that decomposes and dissociates a reaction gas.
【請求項2】 前記加工部材は導体で構成され、前記活
性化手段は被加工材料との間においてプラズマ領域を形
成し、該プラズマ領域において前記反応ガスを分解・解
離することを特徴とする請求項1記載の微細トレンチ加
工機。
2. The processing member is composed of a conductor, and the activating means forms a plasma region between the processing member and the material to be processed, and decomposes and dissociates the reaction gas in the plasma region. Item 1. A fine trench processing machine according to Item 1.
【請求項3】 前記加工部材が光導波体で構成され、前
記活性化手段は該光導波体の先端より光を被加工材料に
向けて照射し、該光によって反応ガスを分解・解離する
ことを特徴とする請求項1記載の微細トレンチ加工機。
3. The processing member is composed of an optical waveguide, and the activating means irradiates the material to be processed with light from the tip of the optical waveguide, and decomposes and dissociates the reaction gas by the light. The fine trench processing machine according to claim 1, wherein:
【請求項4】 前記導体で形成された加工部材は、その
胴側壁に絶縁材料が被覆されていることを特徴とする請
求項2記載の微細トレンチ加工機。
4. The fine trench processing machine according to claim 2, wherein the processing member formed of the conductor has an insulating material coated on the barrel side wall.
【請求項5】 前記加工部材の先端部に、前記反応ガス
を前記被加工材料方向へ吹き出す吐出口を設けたことを
特徴とする請求項1記載の微細トレンチ加工機。
5. The fine trench processing machine according to claim 1, wherein a discharge port for blowing the reaction gas toward the material to be processed is provided at the tip of the processing member.
【請求項6】 先端部と被加工材料との間で局所的に反
応ガスを分解・解離させる領域を形成する極細線形状の
加工部材を被加工材料に対向して配置し、この加工部材
を被加工材料のエッチング底面との距離を一定に保ちな
がら送り込み被加工材料を局所的にエッチング除去する
とともに、前記分解・解離領域において生成される反応
ガスと被加工材料との反応生成物を被加工材料のエッチ
ング側壁に順次堆積させることを特徴とする微細トレン
チ加工方法
6. An ultrafine wire-shaped processing member that forms a region for locally decomposing / dissociating a reaction gas between the tip portion and the processing material is disposed facing the processing material, and the processing member is disposed. The material to be processed is locally etched and removed while maintaining a constant distance from the etching bottom surface of the material to be processed, and the reaction product of the reaction gas generated in the decomposition / dissociation region and the material to be processed is processed. Fine trench processing method characterized by sequentially depositing on etched sidewalls of material
JP22017591A 1991-03-03 1991-08-30 Minute trench working machine and minute trench working method Withdrawn JPH0557525A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006179876A (en) * 2004-11-24 2006-07-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Apparatus and method for plasma processing

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