JPH06112174A - シリコン基板の加工方法 - Google Patents
シリコン基板の加工方法Info
- Publication number
- JPH06112174A JPH06112174A JP26213792A JP26213792A JPH06112174A JP H06112174 A JPH06112174 A JP H06112174A JP 26213792 A JP26213792 A JP 26213792A JP 26213792 A JP26213792 A JP 26213792A JP H06112174 A JPH06112174 A JP H06112174A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon substrate
- treatment
- bending
- substrate
- porous treatment
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明はシリコン基板の加工方法に関し、そ
の目的は、大変形を伴う制御性を持った実用化可能なシ
リコン基板の加工方法を提供することにある。 【構成】 ｎ型シリコン基板の少なくとも一部分に多孔
質化処理を施す第１の工程と、その後酸化処理を施して
ｎ型シリコン基板を塑性変形させる第２の工程とからな
る。
の目的は、大変形を伴う制御性を持った実用化可能なシ
リコン基板の加工方法を提供することにある。 【構成】 ｎ型シリコン基板の少なくとも一部分に多孔
質化処理を施す第１の工程と、その後酸化処理を施して
ｎ型シリコン基板を塑性変形させる第２の工程とからな
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はシリコン基板の加工方法
に関し、詳しくは、曲げ加工や湾曲加工等の改良に関す
る。
に関し、詳しくは、曲げ加工や湾曲加工等の改良に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】例えば、光学鏡面部品，或いはＸ線用の
結晶モノクロメータ部品には、ミリメートルオーダで湾
曲したシリコン基板が用いられる。
結晶モノクロメータ部品には、ミリメートルオーダで湾
曲したシリコン基板が用いられる。
【０００３】従来のシリコン基板の平板加工方法として
は、ミクロンオーダー以下の加工については、エッチン
グ・スパッタリングに代表される除去加工や、エピタキ
シャル・デポジションに代表される付加加工等が開発さ
れている。
は、ミクロンオーダー以下の加工については、エッチン
グ・スパッタリングに代表される除去加工や、エピタキ
シャル・デポジションに代表される付加加工等が開発さ
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の除去加工方法や付加加工方法では、シリコン
基板を湾曲した構造材として用いる場合に必要なミリメ
ートルオーダーの変形量を得ることは実用上不可能であ
る。
うな従来の除去加工方法や付加加工方法では、シリコン
基板を湾曲した構造材として用いる場合に必要なミリメ
ートルオーダーの変形量を得ることは実用上不可能であ
る。
【０００５】なお、ミリメートルオーダーの大変形を伴
う従来の塑性加工方法としては、 ・高温下では大型基板が自重でたわむ ・高温で加重をかければ曲げられる 等の報告があるくらいで、制御性を持った実用化可能な
加工方法は確立されるには至っていない。
う従来の塑性加工方法としては、 ・高温下では大型基板が自重でたわむ ・高温で加重をかければ曲げられる 等の報告があるくらいで、制御性を持った実用化可能な
加工方法は確立されるには至っていない。
【０００６】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的は、大変形を伴う制御
性を持った実用化可能なシリコン基板の加工方法を提供
することにある。
てなされたものであり、その目的は、大変形を伴う制御
性を持った実用化可能なシリコン基板の加工方法を提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係るシリコン基
板の加工方法は、ｎ型シリコン基板の少なくとも一部分
に多孔質化処理を施す第１の工程と、その後酸化処理を
施してｎ型シリコン基板を塑性変形させる第２の工程、
とからなるものである。
板の加工方法は、ｎ型シリコン基板の少なくとも一部分
に多孔質化処理を施す第１の工程と、その後酸化処理を
施してｎ型シリコン基板を塑性変形させる第２の工程、
とからなるものである。
【０００８】
【作用】多孔質化処理が施されたシリコン基板には、ピ
ンホール状の深い穴が多数形成される。これにより多孔
質化されたシリコン基板はたわみやすくなる。このたわ
みやすくなった面のシリコン基板に酸化処理を施すと、
多孔質化面にＳｉＯ2 の膜ができる。この膜ができる方
は膨張する。これにより、膨張した部分が広がり変形す
る。しかも、この変形は固定化する。
ンホール状の深い穴が多数形成される。これにより多孔
質化されたシリコン基板はたわみやすくなる。このたわ
みやすくなった面のシリコン基板に酸化処理を施すと、
多孔質化面にＳｉＯ2 の膜ができる。この膜ができる方
は膨張する。これにより、膨張した部分が広がり変形す
る。しかも、この変形は固定化する。
【０００９】この結果、シリコン基板は多孔質化処理が
施された面が伸びて反対の面が縮むことになり、塑性変
形する。
施された面が伸びて反対の面が縮むことになり、塑性変
形する。
【００１０】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。図１は本発明の一実施例の工程図であ
り、曲げ加工の例を示している。
細に説明する。図１は本発明の一実施例の工程図であ
り、曲げ加工の例を示している。
【００１１】（Ａ）工程において、ｎ−単結晶シリコン
基板１の表面の一部にマスクパターン２を形成する。続
く（Ｂ）工程において光照射をすることなく陽極化成を
行い、マスクパターン２が形成されていない部分３に選
択エッチングを進行させて多孔質化処理を施す。
基板１の表面の一部にマスクパターン２を形成する。続
く（Ｂ）工程において光照射をすることなく陽極化成を
行い、マスクパターン２が形成されていない部分３に選
択エッチングを進行させて多孔質化処理を施す。
【００１２】ここで、陽極化成とは、電解液中に浸した
シリコン基板の表面にピンホール状の穴を多数形成する
処理をいう。ピンホール状の穴が開く結果、その表面は
多孔質形状となる。
シリコン基板の表面にピンホール状の穴を多数形成する
処理をいう。ピンホール状の穴が開く結果、その表面は
多孔質形状となる。
【００１３】ここで、ｎ−基板の場合には単に陽極化成
を行うだけで多孔質化処理が施される場合もあるが、陽
極化成に先立って多孔質化処理したい部分３に溝４を加
工しておくことが望ましい。その後、（Ｃ）工程におい
て、シリコン基板１を高温の酸化雰囲気に置いて熱酸化
処理を行う。これにより、多孔質化処理が施された部分
３のみがＳｉＯ2 膜が形成され、膨脹する。この結果、
シリコン基板１に曲げの塑性変形加工が施される。具体
例によれば、１１００℃の水蒸気飽和条件下で、基板の
厚さが５００μｍで化成深度が１００μｍのとき、α＝
２°の曲げ変形が得られた。
を行うだけで多孔質化処理が施される場合もあるが、陽
極化成に先立って多孔質化処理したい部分３に溝４を加
工しておくことが望ましい。その後、（Ｃ）工程におい
て、シリコン基板１を高温の酸化雰囲気に置いて熱酸化
処理を行う。これにより、多孔質化処理が施された部分
３のみがＳｉＯ2 膜が形成され、膨脹する。この結果、
シリコン基板１に曲げの塑性変形加工が施される。具体
例によれば、１１００℃の水蒸気飽和条件下で、基板の
厚さが５００μｍで化成深度が１００μｍのとき、α＝
２°の曲げ変形が得られた。
【００１４】図２は本発明の他の実施例の工程図であ
り、湾曲化加工により球面を形成する例を示している。
（Ａ）工程において、ｎ+単結晶シリコン基板５の表面
の全面に光照射をすることなく陽極化成を行い、多孔質
化処理を施す。その後、（Ｂ）工程において、変形を阻
害しない条件でシリコン基板５を高温の酸化雰囲気に置
き熱酸化処理を行い。これにより、多孔質化処理が施さ
れた面６のみがＳｉＯ2 膜が形成され、膨脹する。これ
により膨脹し、該面６を外側にした球状の塑性変形加工
が施される。具体例によれば、１１００℃の水蒸気飽和
条件下で、基板の厚さが５００μｍで基板の表面全面の
化成深度が１００μｍのとき、最大曲率が３ｃｍＲの曲
面が得られた。
り、湾曲化加工により球面を形成する例を示している。
（Ａ）工程において、ｎ+単結晶シリコン基板５の表面
の全面に光照射をすることなく陽極化成を行い、多孔質
化処理を施す。その後、（Ｂ）工程において、変形を阻
害しない条件でシリコン基板５を高温の酸化雰囲気に置
き熱酸化処理を行い。これにより、多孔質化処理が施さ
れた面６のみがＳｉＯ2 膜が形成され、膨脹する。これ
により膨脹し、該面６を外側にした球状の塑性変形加工
が施される。具体例によれば、１１００℃の水蒸気飽和
条件下で、基板の厚さが５００μｍで基板の表面全面の
化成深度が１００μｍのとき、最大曲率が３ｃｍＲの曲
面が得られた。
【００１５】なお、図３は本発明方法で用いる陽極化成
の概念図である。図３に示すように、電解液（２０％Ｈ
Ｆ（フッ酸液））中に、Ｐｔ（白金）の電極を両側に配
置する。真ん中にシリコン基板を配置する。この状態で
電極に電圧を印加すると、図に示す向きに電流が流れ、
シリコン基板の一方の面に多数のピンホール状の孔が開
く。このようにして、陽極化成を行う。
の概念図である。図３に示すように、電解液（２０％Ｈ
Ｆ（フッ酸液））中に、Ｐｔ（白金）の電極を両側に配
置する。真ん中にシリコン基板を配置する。この状態で
電極に電圧を印加すると、図に示す向きに電流が流れ、
シリコン基板の一方の面に多数のピンホール状の孔が開
く。このようにして、陽極化成を行う。
【００１６】図４は放物面を形成する場合の工程図であ
る。（Ａ）に示すようにシリコン基板７の表面に同心円
状に多孔質化処理を施した後、（Ｂ）に示すように熱酸
化処理を行う。これにより、多孔質化処理部分８が膨脹
し、放物面が形成される。
る。（Ａ）に示すようにシリコン基板７の表面に同心円
状に多孔質化処理を施した後、（Ｂ）に示すように熱酸
化処理を行う。これにより、多孔質化処理部分８が膨脹
し、放物面が形成される。
【００１７】これらの方法により塑性変形加工が施され
たシリコン基板の表面に金属薄膜を被着して反射面を形
成することにより、光学鏡面部品が得られる。また、本
発明により形成される湾曲ｎ型シリコン基板の結晶面を
ブラッグ反射面として用いることにより、図５に示すよ
うなＸ線用の結晶モノクロメータ部品が実現できる。反
射Ｘ線の大きな強度は、図に示されているように集中の
原理を基として、曲げられて削られている結晶を使うこ
とにより得られる。Ｘ線の線状線源、即ちＸ線管のター
ゲット上の線状焦点は、図面に垂直にＳに置かれてい
る。結晶ＡＢは矩形の板状で、その面に平行な一組の反
射面を持っている。
たシリコン基板の表面に金属薄膜を被着して反射面を形
成することにより、光学鏡面部品が得られる。また、本
発明により形成される湾曲ｎ型シリコン基板の結晶面を
ブラッグ反射面として用いることにより、図５に示すよ
うなＸ線用の結晶モノクロメータ部品が実現できる。反
射Ｘ線の大きな強度は、図に示されているように集中の
原理を基として、曲げられて削られている結晶を使うこ
とにより得られる。Ｘ線の線状線源、即ちＸ線管のター
ゲット上の線状焦点は、図面に垂直にＳに置かれてい
る。結晶ＡＢは矩形の板状で、その面に平行な一組の反
射面を持っている。
【００１８】結晶は、Ｃを通る面の曲率半径が２Ｒ＝Ｃ
Ｍになるように、円形に弾性的に曲げられる。このよう
に全ての面法線は、半径がＲで線源Ｓがある円と同じ円
上の点Ｍを通るようにされる。もし、結晶の面が点線の
内側を半径Ｒの曲面まで削り取られるならば、線源Ｓか
ら発散して出る全てのＸ線は、格子面に全て等しいブラ
グ（Ｂｒａｇｇ）角で突き当たる。
Ｍになるように、円形に弾性的に曲げられる。このよう
に全ての面法線は、半径がＲで線源Ｓがある円と同じ円
上の点Ｍを通るようにされる。もし、結晶の面が点線の
内側を半径Ｒの曲面まで削り取られるならば、線源Ｓか
ら発散して出る全てのＸ線は、格子面に全て等しいブラ
グ（Ｂｒａｇｇ）角で突き当たる。
【００１９】このような集中モノクロメータは、入射ビ
ーム中のすべての単色Ｘ線が有効に使われることにな
り、高い濃度のエネルギーが得られる。
ーム中のすべての単色Ｘ線が有効に使われることにな
り、高い濃度のエネルギーが得られる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、大変形を
伴う制御性を持った実用化可能なシリコン基板の加工方
法を提供でき、シリコン基板を光学部品等の構造部材と
して用いることも可能になる。
伴う制御性を持った実用化可能なシリコン基板の加工方
法を提供でき、シリコン基板を光学部品等の構造部材と
して用いることも可能になる。
【図１】本発明の一実施例の工程図である。
【図２】本発明の他の実施例の工程図である。
【図３】本発明方法で用いる陽極化成の概念図である。
【図４】放物面を形成する場合の工程図である。
【図５】Ｘ線用の結晶モノクロメータ部品の説明図であ
る。
る。
１，５，７ シリコン基板 ３，６，８ 多孔質化処理部分 ４ 溝
フロントページの続き (72)発明者 上村 敬司 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横河 電機株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 ｎ型シリコン基板の少なくとも一部分に
多孔質化処理を施す第１の工程と、 その後酸化処理を施してｎ型シリコン基板を塑性変形さ
せる第２の工程、 とからなるシリコン基板の加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26213792A JPH06112174A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | シリコン基板の加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26213792A JPH06112174A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | シリコン基板の加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06112174A true JPH06112174A (ja) | 1994-04-22 |
Family
ID=17371574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26213792A Pending JPH06112174A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | シリコン基板の加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06112174A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010025723A (ja) * | 2008-07-18 | 2010-02-04 | Japan Aerospace Exploration Agency | Ｘ線反射装置 |
| JP2010140988A (ja) * | 2008-12-10 | 2010-06-24 | Tool Bank:Kk | ダイシングブレード |
-
1992
- 1992-09-30 JP JP26213792A patent/JPH06112174A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010025723A (ja) * | 2008-07-18 | 2010-02-04 | Japan Aerospace Exploration Agency | Ｘ線反射装置 |
| US8824631B2 (en) | 2008-07-18 | 2014-09-02 | Japan Aerospace Exploration Agency | X-ray reflecting device |
| JP2010140988A (ja) * | 2008-12-10 | 2010-06-24 | Tool Bank:Kk | ダイシングブレード |
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