JPH06232112A - シリコンの微細加工方法 - Google Patents
シリコンの微細加工方法Info
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- JPH06232112A JPH06232112A JP2010893A JP2010893A JPH06232112A JP H06232112 A JPH06232112 A JP H06232112A JP 2010893 A JP2010893 A JP 2010893A JP 2010893 A JP2010893 A JP 2010893A JP H06232112 A JPH06232112 A JP H06232112A
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- plane
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 シリコンウエハの結晶軸方向と、マスクパタ
ーンとの角度合わせに精度を要せず、かつ異方性エッチ
ングによる加工精度を向上させる。 【構成】 {100}面Siウエハ1の{100}面4
に、円形開口部13を有する耐エッチング保護膜(マス
クパターン)2を形成して、異方性エッチングを行い、
四角錘状の孔7を形成する。孔7の上端の対向する2辺
は<110>結晶軸方向5と平行で、他の2辺は結晶軸
方向5と直角で、各辺の長さは開口部13の直径aに等
しくなる。孔7は傾斜した{111}面6で囲まれてい
る。{110}面Siウエハを用いた場合には、対向す
る2辺の間隔aをもつ菱形の孔が{110}面と垂直に
形成される(図示せず)。いずれの場合も結晶軸方向と
マスクパターンにずれがあっても、孔7の前記寸法aは
一定で、マスクパターンの円形開口部13の直径aに等
しい。
ーンとの角度合わせに精度を要せず、かつ異方性エッチ
ングによる加工精度を向上させる。 【構成】 {100}面Siウエハ1の{100}面4
に、円形開口部13を有する耐エッチング保護膜(マス
クパターン)2を形成して、異方性エッチングを行い、
四角錘状の孔7を形成する。孔7の上端の対向する2辺
は<110>結晶軸方向5と平行で、他の2辺は結晶軸
方向5と直角で、各辺の長さは開口部13の直径aに等
しくなる。孔7は傾斜した{111}面6で囲まれてい
る。{110}面Siウエハを用いた場合には、対向す
る2辺の間隔aをもつ菱形の孔が{110}面と垂直に
形成される(図示せず)。いずれの場合も結晶軸方向と
マスクパターンにずれがあっても、孔7の前記寸法aは
一定で、マスクパターンの円形開口部13の直径aに等
しい。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はシリコンの異方性エッチ
ングによる微細加工技術に関するものである。
ングによる微細加工技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のシリコン異方性エッチングによる
微細加工方法を、多数の先球加工された光ファイバ(先
球光ファイバと言う)の各ファイバ先端の位置合せに使
用する位置決め治具を作製する場合を例にして説明す
る。図4は{100}面シリコンウエハ1上に形成した
SiO2 又はSi3 N4 などの耐エッチング用保護膜2
に一辺の長さがaの正方形開口部3を設け、異方性エッ
チングを実施した場合の図である。
微細加工方法を、多数の先球加工された光ファイバ(先
球光ファイバと言う)の各ファイバ先端の位置合せに使
用する位置決め治具を作製する場合を例にして説明す
る。図4は{100}面シリコンウエハ1上に形成した
SiO2 又はSi3 N4 などの耐エッチング用保護膜2
に一辺の長さがaの正方形開口部3を設け、異方性エッ
チングを実施した場合の図である。
【0003】シリコンは特定の結晶方位によってエッチ
ング速度が異なる。つまり、異方性をもっている。シリ
コンは{100}面で最もエッチングが速く進み、{1
11}面でのエッチング速度が遅い。このエッチング速
度比({100}:{111}=100:1)を利用し
て様々な構造物を作製することができる。{100}面
シリコンウエハ1を使用し、<110>結晶軸方向5と
耐エッチング用保護膜2に形成した正方形開口部3の一
辺の方向を一致させ、異方性エッチングを実施すると、
正方形開口部3はウエハ厚さ方向でエッチングが速く進
む。また、側面は保護膜2に形成した正方形開口部3の
各辺より、{100}面4から54.7°傾いた{11
1}面6が現れる。この{111}面6のエッチング速
度は{100}面4のエッチング速度と比較して1/1
00と非常に遅いので、図4Bに示すような四角錘状の
孔7を開けることができる。
ング速度が異なる。つまり、異方性をもっている。シリ
コンは{100}面で最もエッチングが速く進み、{1
11}面でのエッチング速度が遅い。このエッチング速
度比({100}:{111}=100:1)を利用し
て様々な構造物を作製することができる。{100}面
シリコンウエハ1を使用し、<110>結晶軸方向5と
耐エッチング用保護膜2に形成した正方形開口部3の一
辺の方向を一致させ、異方性エッチングを実施すると、
正方形開口部3はウエハ厚さ方向でエッチングが速く進
む。また、側面は保護膜2に形成した正方形開口部3の
各辺より、{100}面4から54.7°傾いた{11
1}面6が現れる。この{111}面6のエッチング速
度は{100}面4のエッチング速度と比較して1/1
00と非常に遅いので、図4Bに示すような四角錘状の
孔7を開けることができる。
【0004】しかし、図4Cに示すように<110>結
晶軸方向5と正方形開口部3の一辺との角度合わせ精度
が不正確なままエッチングを実施した場合、エッチング
加工した四角錘状の孔7の側面である{111}面6は
平坦な面にならず、{111}面が階段状に現れ、孔側
面が粗れる。その結果、孔7の上端開口の寸法は、正方
形開口部3の一辺aよりもa′だけ広がり、孔7の底部
の寸法はbよりもb′だけ広がってしまう。
晶軸方向5と正方形開口部3の一辺との角度合わせ精度
が不正確なままエッチングを実施した場合、エッチング
加工した四角錘状の孔7の側面である{111}面6は
平坦な面にならず、{111}面が階段状に現れ、孔側
面が粗れる。その結果、孔7の上端開口の寸法は、正方
形開口部3の一辺aよりもa′だけ広がり、孔7の底部
の寸法はbよりもb′だけ広がってしまう。
【0005】また、図5に示すように{110}面シリ
コンウエハの場合、ウエハ8上に形成した耐エッチング
用保護膜2に菱形開口部9を設けることにより、異方性
エッチングが可能となる。菱形開口部9の長い方の対角
線Laを<001>結晶軸方向10に選ぶと(短い方の
対角線Lbは<110>結晶軸方向に一致する)、{1
11}面6で囲まれ、水平断面が菱形の孔7が得られ
る。このとき{110}面12に対し垂直に{111}
面6が現れる。
コンウエハの場合、ウエハ8上に形成した耐エッチング
用保護膜2に菱形開口部9を設けることにより、異方性
エッチングが可能となる。菱形開口部9の長い方の対角
線Laを<001>結晶軸方向10に選ぶと(短い方の
対角線Lbは<110>結晶軸方向に一致する)、{1
11}面6で囲まれ、水平断面が菱形の孔7が得られ
る。このとき{110}面12に対し垂直に{111}
面6が現れる。
【0006】図5Cに示すように、{110}面シリコ
ンウエハの場合、菱形開口部9の長い長い方の対角線L
aの方向が<001>結晶軸方向10よりずれている
と、孔7を囲む{111}面6が粗れ、開口寸法が広が
ってしまう。図5Cでは孔7の一辺の長さcがc′だ
け、また菱形(平行四辺形)の高さaがa′だけ広がっ
ている。
ンウエハの場合、菱形開口部9の長い長い方の対角線L
aの方向が<001>結晶軸方向10よりずれている
と、孔7を囲む{111}面6が粗れ、開口寸法が広が
ってしまう。図5Cでは孔7の一辺の長さcがc′だ
け、また菱形(平行四辺形)の高さaがa′だけ広がっ
ている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】{100}面シリコン
ウエハ1を使用した場合、<110>結晶軸方向5と正
方形開口部3の一辺との角度合わせ精度が直接加工精度
に影響する。{110}面シリコンウエハ8を使用した
場合は<001>結晶軸方向10と菱形開口部9の長い
方の対角線Laとの角度合わせ精度が直接加工精度に影
響する。いずれの場合もエッチングによって形成した孔
7の側面である{111}面6は平坦な面にならずに階
段状に現れ、粗れてしまう。その結果各ウエハ間で孔7
の寸法にばらつきが生ずる欠点がある。
ウエハ1を使用した場合、<110>結晶軸方向5と正
方形開口部3の一辺との角度合わせ精度が直接加工精度
に影響する。{110}面シリコンウエハ8を使用した
場合は<001>結晶軸方向10と菱形開口部9の長い
方の対角線Laとの角度合わせ精度が直接加工精度に影
響する。いずれの場合もエッチングによって形成した孔
7の側面である{111}面6は平坦な面にならずに階
段状に現れ、粗れてしまう。その結果各ウエハ間で孔7
の寸法にばらつきが生ずる欠点がある。
【0008】このようなウエハを先球光ファイバの位置
決め治具に用いると、治具によって、光ファイバの先端
の位置にバラツキが生ずる結果となる。本発明はSiウ
エハの結晶軸方向と、ウエハ上に形成した保護膜の開口
部の一辺又は対角線の方向との角度合わせ精度、つまり
マスクパターンとの角度合わせ精度が不要で、従来の方
法に比べて異方性エッチングによる加工精度が向上する
加工方法を提供することにある。
決め治具に用いると、治具によって、光ファイバの先端
の位置にバラツキが生ずる結果となる。本発明はSiウ
エハの結晶軸方向と、ウエハ上に形成した保護膜の開口
部の一辺又は対角線の方向との角度合わせ精度、つまり
マスクパターンとの角度合わせ精度が不要で、従来の方
法に比べて異方性エッチングによる加工精度が向上する
加工方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】(1)請求項1の発明
は、{100}面シリコンウエハの{100}面に、円
形開口部を有する耐エッチング保護膜を形成して、異方
性エッチングを行い、前記{100}面に四角錘状の孔
を形成するものである。 (2)請求項2の発明は、{110}面シリコンウエハ
の{110}面に、円形開口部を有する耐エッチング保
護膜を形成して、異方性エッチングを行い、前記{11
0}面に菱形状の孔を形成するものである。
は、{100}面シリコンウエハの{100}面に、円
形開口部を有する耐エッチング保護膜を形成して、異方
性エッチングを行い、前記{100}面に四角錘状の孔
を形成するものである。 (2)請求項2の発明は、{110}面シリコンウエハ
の{110}面に、円形開口部を有する耐エッチング保
護膜を形成して、異方性エッチングを行い、前記{11
0}面に菱形状の孔を形成するものである。
【0010】(3)請求項3の発明は、前記(1)又は
(2)項に記載のシリコンの微細加工方法において、前
記孔が前記シリコンウエハを厚味方向に貫通形成されて
いるようにしたものである。
(2)項に記載のシリコンの微細加工方法において、前
記孔が前記シリコンウエハを厚味方向に貫通形成されて
いるようにしたものである。
【0011】
【実施例】この発明を図1〜図3に示す実施例に基づい
て説明する。これらの図には図4、図5と対応する部分
に同じ符号を付してある。本発明ではシリコンウエハ上
に形成した耐エッチング用保護膜2に円形状開口部13
を設ける。図2に示すように円形開口部13から孔7の
側面に{111}面6が現れ、四角錘状の孔7が得られ
る。前述したようにシリコンは{100}面4でエッチ
ングが最も速く進行し、{111}面6でエッチングが
最も遅くなる。このエッチング速度の相違により四角錘
状の孔7が得られる。耐エッチング用保護膜2に円形開
口部13を設けた場合でも従来の正方形開口部3を設け
てエッチング加工した場合(図4B)と同様の孔とな
る。
て説明する。これらの図には図4、図5と対応する部分
に同じ符号を付してある。本発明ではシリコンウエハ上
に形成した耐エッチング用保護膜2に円形状開口部13
を設ける。図2に示すように円形開口部13から孔7の
側面に{111}面6が現れ、四角錘状の孔7が得られ
る。前述したようにシリコンは{100}面4でエッチ
ングが最も速く進行し、{111}面6でエッチングが
最も遅くなる。このエッチング速度の相違により四角錘
状の孔7が得られる。耐エッチング用保護膜2に円形開
口部13を設けた場合でも従来の正方形開口部3を設け
てエッチング加工した場合(図4B)と同様の孔とな
る。
【0012】円形開口部13を設けてエッチング加工し
た場合、<110>結晶軸方向5と保護膜2にマトリッ
クス状に配列形成した多数の円形開口部配列の行方向1
4との角度合わせ精度、つまりマスクパターン2との角
度合わせ精度とは無関係に孔7の側面である{111}
面6が平坦に現れる。図2Cに示すように例えば<11
0>結晶軸方向5と円形開口部配列の行方向14との角
度合わせ精度が不正確な場合でも、開口部が円形である
ので、孔側面である{111}面6は平坦な面となる。
従来の正方形開口部3の場合と異なり、エッチング加工
後の孔7の上端の寸法aと下端の寸法bとはともに広が
り量をもたない。
た場合、<110>結晶軸方向5と保護膜2にマトリッ
クス状に配列形成した多数の円形開口部配列の行方向1
4との角度合わせ精度、つまりマスクパターン2との角
度合わせ精度とは無関係に孔7の側面である{111}
面6が平坦に現れる。図2Cに示すように例えば<11
0>結晶軸方向5と円形開口部配列の行方向14との角
度合わせ精度が不正確な場合でも、開口部が円形である
ので、孔側面である{111}面6は平坦な面となる。
従来の正方形開口部3の場合と異なり、エッチング加工
後の孔7の上端の寸法aと下端の寸法bとはともに広が
り量をもたない。
【0013】図2Cにおいて、孔7の対向する2辺は<
110>結晶軸方向5と平行に形成されるため、四角錘
状の孔7は行方向14に対して斜めに傾くが、前記寸法
a、bがウエハによらず一定にできるので、先球光ファ
イバの位置決め治具に用いた場合に、治具によらず光フ
ァイバの先端の位置を一定にそろえられる。このように
円形開口部13を設けることにより、従来の方法に比
べ、加工精度が向上し、さらに<110>結晶軸方向5
と、マトリックス状に配列された円形開口部13配列の
行方向14との角度合わせ精度、つまりマスクパターン
との角度合わせ精度が不要となる。
110>結晶軸方向5と平行に形成されるため、四角錘
状の孔7は行方向14に対して斜めに傾くが、前記寸法
a、bがウエハによらず一定にできるので、先球光ファ
イバの位置決め治具に用いた場合に、治具によらず光フ
ァイバの先端の位置を一定にそろえられる。このように
円形開口部13を設けることにより、従来の方法に比
べ、加工精度が向上し、さらに<110>結晶軸方向5
と、マトリックス状に配列された円形開口部13配列の
行方向14との角度合わせ精度、つまりマスクパターン
との角度合わせ精度が不要となる。
【0014】また、図3に示すように{110}面シリ
コンウエハ8を使用した場合も上述と同様に、耐エッチ
ング用保護膜2に円形開口部13を設けることにより、
<001>結晶軸方向10と円形開口部13配列の行方
向14との角度合わせ精度、つまりマスクパターンとの
角度合わせ精度と無関係に高精度な異方性エッチング加
工が実施できる。
コンウエハ8を使用した場合も上述と同様に、耐エッチ
ング用保護膜2に円形開口部13を設けることにより、
<001>結晶軸方向10と円形開口部13配列の行方
向14との角度合わせ精度、つまりマスクパターンとの
角度合わせ精度と無関係に高精度な異方性エッチング加
工が実施できる。
【0015】この発明の実施例を製造工程順に説明す
る。 (1)SiO2 (またはSi3 N4 )より成る耐エッチ
ング用保護膜2を{100}面Siウエハ1の両面に付
ける(図1A)。 (2)次に沸化水素を用いたエッチング処理により上面
の保護膜2に円形開口部13を形成する(図1B)。
る。 (1)SiO2 (またはSi3 N4 )より成る耐エッチ
ング用保護膜2を{100}面Siウエハ1の両面に付
ける(図1A)。 (2)次に沸化水素を用いたエッチング処理により上面
の保護膜2に円形開口部13を形成する(図1B)。
【0016】(3)異方性エッチングを行ない、四角錘
状の孔7を形成する(図1C)。 (4)両面の耐エッチング保護膜2を沸化水素溶液につ
けて除去する(図1D)。 円形開口部13を用いて開けた孔7の寸法精度はシリコ
ンウエハ1の結晶軸方向5とマスクパターン2′との角
度合わせ精度に影響されず、円形開口部13の直径寸法
aの精度によってのみ、加工精度が決まる。したがって
シリコンの結晶軸方向5とマスクパターン2′との角度
合わせ精度が不要で高精度の異方性エッチング加工が可
能となる。
状の孔7を形成する(図1C)。 (4)両面の耐エッチング保護膜2を沸化水素溶液につ
けて除去する(図1D)。 円形開口部13を用いて開けた孔7の寸法精度はシリコ
ンウエハ1の結晶軸方向5とマスクパターン2′との角
度合わせ精度に影響されず、円形開口部13の直径寸法
aの精度によってのみ、加工精度が決まる。したがって
シリコンの結晶軸方向5とマスクパターン2′との角度
合わせ精度が不要で高精度の異方性エッチング加工が可
能となる。
【0017】{110}面Siウエハ8を用い、保護膜
2に円形開口部13を設けて異方性エッチング処理して
菱形の孔7を形成する場合も前述の{100}面シリコ
ンウエハ1を用いる場合と同様であるので説明を省略す
る。これ迄の説明ではシリコンウエハに孔7を厚さ方向
に貫通させているが、この発明はこの場合に限らず、任
意の深さに孔を形成する場合にも適用できる。
2に円形開口部13を設けて異方性エッチング処理して
菱形の孔7を形成する場合も前述の{100}面シリコ
ンウエハ1を用いる場合と同様であるので説明を省略す
る。これ迄の説明ではシリコンウエハに孔7を厚さ方向
に貫通させているが、この発明はこの場合に限らず、任
意の深さに孔を形成する場合にも適用できる。
【0018】
【発明の効果】シリコンウエハに形成した耐エッチング
用保護膜2に円形開口部13を設けることにより、開け
られた孔の寸法がウエハの結晶軸方向とマスクパターン
との角度合わせ精度に影響されることが無くなり、高精
度の異方性エッチング加工が実施できる。
用保護膜2に円形開口部13を設けることにより、開け
られた孔の寸法がウエハの結晶軸方向とマスクパターン
との角度合わせ精度に影響されることが無くなり、高精
度の異方性エッチング加工が実施できる。
【図1】{100}面Siウエハを用いたこの発明の実
施例を作業工程順に説明した平面及び断面図。
施例を作業工程順に説明した平面及び断面図。
【図2】この請求項1の発明を適用して、先球光ファイ
バ用の位置決め治具を作製する実施例を示す図で、Aは
上面に円形開口部13を有するマスクパターンを形成し
た{100}面Siウエハの平面図、BはAのウエハを
異方性エッチング処理して四角錘状の孔7を形成した場
合の平面図及び断面図、CはBにおいて<110>結晶
軸方向5とマスクパターン(円形開口部13配列の行方
向14)とがずれた場合のシリコンウエハの平面図及び
断面図。
バ用の位置決め治具を作製する実施例を示す図で、Aは
上面に円形開口部13を有するマスクパターンを形成し
た{100}面Siウエハの平面図、BはAのウエハを
異方性エッチング処理して四角錘状の孔7を形成した場
合の平面図及び断面図、CはBにおいて<110>結晶
軸方向5とマスクパターン(円形開口部13配列の行方
向14)とがずれた場合のシリコンウエハの平面図及び
断面図。
【図3】請求項2の発明を適用して、先球光ファイバ用
の位置決め治具を作製する他の実施例を示す図で、Aは
菱形の孔7を形成した{110}面シリコンウエハの平
面図、BはAのF−F断面図、CはAのH−H断面図。
の位置決め治具を作製する他の実施例を示す図で、Aは
菱形の孔7を形成した{110}面シリコンウエハの平
面図、BはAのF−F断面図、CはAのH−H断面図。
【図4】Aは上面に正方形開口部3を有するマスクパタ
ーン2を形成した従来の{100}面Siウエハの平面
図、BはAのウエハを異方性エッチング処理して四角錘
状の孔7を形成した場合の平面図及び断面図、CはBに
おいて<110>結晶軸方向5とマスクパターン(円形
開口部13配列の行方向14)とがずれた場合のシリコ
ンウエハの平面図及びF−F断面図。
ーン2を形成した従来の{100}面Siウエハの平面
図、BはAのウエハを異方性エッチング処理して四角錘
状の孔7を形成した場合の平面図及び断面図、CはBに
おいて<110>結晶軸方向5とマスクパターン(円形
開口部13配列の行方向14)とがずれた場合のシリコ
ンウエハの平面図及びF−F断面図。
【図5】Aは上面に菱形開口部9を有するマスクパター
ンを形成した従来の{110}面Siウエハの平面図、
BはAのウエハを異方性エッチング処理して菱形の孔7
を形成した場合の平面図及びF−F断面図、CはBにお
いて<001>結晶軸方向10とマスクパターン(菱形
開口部9の対角線Laの方向)とがずれた場合のシリコ
ンウエハの平面図及びF−F断面図。
ンを形成した従来の{110}面Siウエハの平面図、
BはAのウエハを異方性エッチング処理して菱形の孔7
を形成した場合の平面図及びF−F断面図、CはBにお
いて<001>結晶軸方向10とマスクパターン(菱形
開口部9の対角線Laの方向)とがずれた場合のシリコ
ンウエハの平面図及びF−F断面図。
Claims (3)
- 【請求項1】 {100}面シリコンウエハの{10
0}面に、円形開口部を有するマスクパターンを形成し
て、異方性エッチングを行い、前記{100}面に四角
錘状の孔を形成することを特徴とするシリコンの微細加
工方法。 - 【請求項2】 {110}面シリコンウエハの{11
0}面に、円形開口部を有するマスクパターンを形成し
て、異方性エッチングを行い、前記{110}面に菱形
状の孔を形成することを特徴とするシリコンの微細加工
方法。 - 【請求項3】 請求項1又は2に記載のシリコンの微細
加工方法において、前記孔が前記シリコンウエハを厚味
方向に貫通形成されていることを特徴とする。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010893A JPH06232112A (ja) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | シリコンの微細加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010893A JPH06232112A (ja) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | シリコンの微細加工方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06232112A true JPH06232112A (ja) | 1994-08-19 |
Family
ID=12017929
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010893A Pending JPH06232112A (ja) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | シリコンの微細加工方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06232112A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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