JPH07201806A - 異方性エッチングと基板接合による微細構造製造方法 - Google Patents
異方性エッチングと基板接合による微細構造製造方法Info
- Publication number
- JPH07201806A JPH07201806A JP6291821A JP29182194A JPH07201806A JP H07201806 A JPH07201806 A JP H07201806A JP 6291821 A JP6291821 A JP 6291821A JP 29182194 A JP29182194 A JP 29182194A JP H07201806 A JPH07201806 A JP H07201806A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- etching
- bonding
- manufacturing
- fine structure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B44—DECORATIVE ARTS
- B44C—PRODUCING DECORATIVE EFFECTS; MOSAICS; TARSIA WORK; PAPERHANGING
- B44C1/00—Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing decorative surface effects
- B44C1/22—Removing surface-material, e.g. by engraving, by etching
- B44C1/227—Removing surface-material, e.g. by engraving, by etching by etching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B44—DECORATIVE ARTS
- B44C—PRODUCING DECORATIVE EFFECTS; MOSAICS; TARSIA WORK; PAPERHANGING
- B44C3/00—Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing ornamental structures
- B44C3/005—Removing selectively parts of at least the upper layer of a multi-layer article
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
- B81C1/00436—Shaping materials, i.e. techniques for structuring the substrate or the layers on the substrate
- B81C1/00555—Achieving a desired geometry, i.e. controlling etch rates, anisotropy or selectivity
- B81C1/00626—Processes for achieving a desired geometry not provided for in groups B81C1/00563 - B81C1/00619
-
- 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
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
- H01L21/2003—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy characterised by the substrate
- H01L21/2007—Bonding of semiconductor wafers to insulating substrates or to semiconducting substrates using an intermediate insulating layer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
- B81B2201/04—Optical MEMS
- B81B2201/047—Optical MEMS not provided for in B81B2201/042 - B81B2201/045
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
- B81B2201/05—Microfluidics
- B81B2201/052—Ink-jet print cartridges
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B2203/00—Basic microelectromechanical structures
- B81B2203/03—Static structures
- B81B2203/0353—Holes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B2203/00—Basic microelectromechanical structures
- B81B2203/03—Static structures
- B81B2203/0361—Tips, pillars
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
- B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
- B81C2201/0101—Shaping material; Structuring the bulk substrate or layers on the substrate; Film patterning
- B81C2201/0128—Processes for removing material
- B81C2201/013—Etching
- B81C2201/0133—Wet etching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
- B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
- B81C2201/0174—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate for making multi-layered devices, film deposition or growing
- B81C2201/019—Bonding or gluing multiple substrate layers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
- Y10S438/973—Substrate orientation
Abstract
(57)【要約】
【目的】同一基板または、異種基板接合技術と選択的な
異方性エッチング技術を結合して、写真転写工程を減ら
しながらも、機械的機能を有する構造体を製造する方法
を提供する。 【構成】結晶方向が相違する二つの基板を接合する第１
工程と、接合した基板の一面に、エッチング保護マスク
を形成して、エッチング窓を設け、一方の前記基板のみ
をエッチングし、エッチングホールを形成する第２工程
と、第２工程で形成したエッチングホールをエッチング
窓として、他方の前記基板をエッチングする第３工程と
を有する。
異方性エッチング技術を結合して、写真転写工程を減ら
しながらも、機械的機能を有する構造体を製造する方法
を提供する。 【構成】結晶方向が相違する二つの基板を接合する第１
工程と、接合した基板の一面に、エッチング保護マスク
を形成して、エッチング窓を設け、一方の前記基板のみ
をエッチングし、エッチングホールを形成する第２工程
と、第２工程で形成したエッチングホールをエッチング
窓として、他方の前記基板をエッチングする第３工程と
を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は結晶方向が異なる硅素基
板を接合し結晶方向に従ってエッチング特性が異なるよ
うになるエッチング溶液を適切に用いて上記基板を異方
性エッチングすることにより光分割器やインクジェット
ノズル（ink jet nozzle) 、ダイヤフラム等を多様な形
態に製作することができるようにした異方性エッチング
と基板接合による微細構造製造方法に関するものであ
る。
板を接合し結晶方向に従ってエッチング特性が異なるよ
うになるエッチング溶液を適切に用いて上記基板を異方
性エッチングすることにより光分割器やインクジェット
ノズル（ink jet nozzle) 、ダイヤフラム等を多様な形
態に製作することができるようにした異方性エッチング
と基板接合による微細構造製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、硅素基板は、電気的な素子を
製作するため代表的に用いられるだけでなく、微細構造
体を製作するためにも幅広く用いられている。
製作するため代表的に用いられるだけでなく、微細構造
体を製作するためにも幅広く用いられている。
【０００３】硅素基板上に、半導体集積回路や小型機械
構造を製作する場合、硅素基板接合技術や異方性エッチ
ング技術等が既に確立されて広く用いられている。
構造を製作する場合、硅素基板接合技術や異方性エッチ
ング技術等が既に確立されて広く用いられている。
【０００４】硅素基板接合技術は、二枚以上複数の硅素
基板を適当な前処理工程を施した後接合させて、一枚の
接合基板を作製する技術である。
基板を適当な前処理工程を施した後接合させて、一枚の
接合基板を作製する技術である。
【０００５】前処理工程である親水化工程は、硅素基板
を黄酸と過酸化水素が１：４の比率に混合された溶液に
１０分間浸して行なわれる。
を黄酸と過酸化水素が１：４の比率に混合された溶液に
１０分間浸して行なわれる。
【０００６】前処理工程を施した硅素基板は、鏡面を互
いに向い合うようにした後、常温大気圧下で接合させ、
この時二つの基板の結合力を増加させるために、通常９
００℃以上の温度、酸化雰囲気で１時間程度熱処理を行
う。
いに向い合うようにした後、常温大気圧下で接合させ、
この時二つの基板の結合力を増加させるために、通常９
００℃以上の温度、酸化雰囲気で１時間程度熱処理を行
う。
【０００７】基板接合時の未接合部分は、基板間に介在
された粒子がある場合や、基板表面の平坦度が低い場合
や、基板間に閉じこめられた気体がある場合等に発生さ
れるので、これを防止するために、接合は、必ず一所に
のみ発生して、それが進行されるようにする。
された粒子がある場合や、基板表面の平坦度が低い場合
や、基板間に閉じこめられた気体がある場合等に発生さ
れるので、これを防止するために、接合は、必ず一所に
のみ発生して、それが進行されるようにする。
【０００８】このようにすると基板接合が完了される。
目的によっては一つの基板表面に酸化膜を形成した後で
接合を行うこともできるし、多結晶硅素を蒸着した後で
接合を行うこともできる。
目的によっては一つの基板表面に酸化膜を形成した後で
接合を行うこともできるし、多結晶硅素を蒸着した後で
接合を行うこともできる。
【０００９】ここで、硅素の結晶方向は、基板接合にお
いて何等の影響を及ぼさないので、同一な結晶方向を有
する硅素基板を接合することもできるし、相違な結晶方
向を有する硅素基板を接合することもできる。
いて何等の影響を及ぼさないので、同一な結晶方向を有
する硅素基板を接合することもできるし、相違な結晶方
向を有する硅素基板を接合することもできる。
【００１０】このような基板接合技術に対して言及した
先行特許資料を調べて見ると、特開昭６１−１８２２３
９号（半導体基板の接着装置）に、“基板接合時に閉じ
こめられた気体による未接合部分の発生を防止するため
に、接合される二つの基板が、一点においてのみ初期接
合が発生するようにする装置”に対する内容が記載され
ている。
先行特許資料を調べて見ると、特開昭６１−１８２２３
９号（半導体基板の接着装置）に、“基板接合時に閉じ
こめられた気体による未接合部分の発生を防止するため
に、接合される二つの基板が、一点においてのみ初期接
合が発生するようにする装置”に対する内容が記載され
ている。
【００１１】なお、米国特許３３３２１３７号（半導体
材料基板の絶縁法）には、“ｎ型とｐ型層で構成された
接合された基板を垂直方向にエッチングして各領域が絶
縁されるようにする方法”が記載され、３７８３２１８
号（静電気的基板接合法）には“基板接合の温度を低下
させるために、電圧を印加して基板を接合させる方法”
が記載されている。
材料基板の絶縁法）には、“ｎ型とｐ型層で構成された
接合された基板を垂直方向にエッチングして各領域が絶
縁されるようにする方法”が記載され、３７８３２１８
号（静電気的基板接合法）には“基板接合の温度を低下
させるために、電圧を印加して基板を接合させる方法”
が記載されている。
【００１２】ヨーロッパ特許０１６１７４０号（半導体
基板製作法）には“ｎ型及びｐ型領域が、水平的に製作
された基板を接合させる技術、及び、基板にチャンネル
及び構造を製作した後基板を接合させる技術”が記載さ
れている。
基板製作法）には“ｎ型及びｐ型領域が、水平的に製作
された基板を接合させる技術、及び、基板にチャンネル
及び構造を製作した後基板を接合させる技術”が記載さ
れている。
【００１３】しかし、先行特許資料に記載された技術
は、電気的機能を有する素子の製作のための基板接合時
にのみ有用で、ダイヤフラム、光分割器、ノズル等のよ
うに機械的機能を有する構造体の製造のための基板接合
に対しては言及されていない。
は、電気的機能を有する素子の製作のための基板接合時
にのみ有用で、ダイヤフラム、光分割器、ノズル等のよ
うに機械的機能を有する構造体の製造のための基板接合
に対しては言及されていない。
【００１４】また、先行特許資料は、接合された硅素基
板を等方性エッチングする場合に対してのみ言及してい
る。
板を等方性エッチングする場合に対してのみ言及してい
る。
【００１５】基板接合技術に対して言及した関連論文を
調べて見ると、K. Furukawa,“Lattice configuration
and electrical properties at the interface of dire
ct bonded silicon ”，Ext. Abs. 18th SSDM(1986) p.
533-536.に＜１００＞／＜１００＞，＜１１１＞／＜１
１１＞の同一結晶方向の基板接合と、＜１００＞／＜１
１１＞の相違結晶方向の基板接合に対する技術、及び、
接合界面の物理的特性評価、ダイオードを製作して電流
−電圧特性を評価した内容等が開示されている。
調べて見ると、K. Furukawa,“Lattice configuration
and electrical properties at the interface of dire
ct bonded silicon ”，Ext. Abs. 18th SSDM(1986) p.
533-536.に＜１００＞／＜１００＞，＜１１１＞／＜１
１１＞の同一結晶方向の基板接合と、＜１００＞／＜１
１１＞の相違結晶方向の基板接合に対する技術、及び、
接合界面の物理的特性評価、ダイオードを製作して電流
−電圧特性を評価した内容等が開示されている。
【００１６】しかしこの論文は接合する基板の種類が＜
１００＞，＜１１１＞に限定されており、やはり電気的
機能を有する素子の製作のための基板接合に対してのみ
言及している。
１００＞，＜１１１＞に限定されており、やはり電気的
機能を有する素子の製作のための基板接合に対してのみ
言及している。
【００１７】次に、硅素の異方性エッチング技術に対し
て説明する。
て説明する。
【００１８】湿式エッチング特性は、硅素基板の結晶方
向や、不純物濃度に従って変化するので、これを利用す
れば多様な構造を製作することができる。
向や、不純物濃度に従って変化するので、これを利用す
れば多様な構造を製作することができる。
【００１９】この時エッチング溶液として広く用いられ
るものは、フッ酸−硝酸−酢酸混合溶液、エチレンジア
ミンピロカテコール（Ethylene Diamine pyrocathecol)
（ＥＤＰ）溶液、ＫＯＨ溶液等がある。
るものは、フッ酸−硝酸−酢酸混合溶液、エチレンジア
ミンピロカテコール（Ethylene Diamine pyrocathecol)
（ＥＤＰ）溶液、ＫＯＨ溶液等がある。
【００２０】フッ酸−硝酸−酢酸混合溶液は、混合比に
従ってエッチング速度を調節することができるし、特定
混合比（１−３−８）の時、ｐ+ 基板は、ｐ- 基板に比
べてエッチング速度が１５０倍程度速いので、ｐ+ 領域
のみを選択的に除去し、ｐ-領域のみを残すことができ
る。
従ってエッチング速度を調節することができるし、特定
混合比（１−３−８）の時、ｐ+ 基板は、ｐ- 基板に比
べてエッチング速度が１５０倍程度速いので、ｐ+ 領域
のみを選択的に除去し、ｐ-領域のみを残すことができ
る。
【００２１】そしてこの溶液は、どんな混合比において
も、すべての結晶方向に対して同一なエッチング速度で
エッチングが進行される等方性エッチング溶液である。
も、すべての結晶方向に対して同一なエッチング速度で
エッチングが進行される等方性エッチング溶液である。
【００２２】一方、ＥＤＰ溶液は、不純物濃度及び結晶
方向に従ってエッチング特性が変化し、酸化膜を殆どエ
ッチングしないので酸化膜をエッチング保護膜として用
いることができる。
方向に従ってエッチング特性が変化し、酸化膜を殆どエ
ッチングしないので酸化膜をエッチング保護膜として用
いることができる。
【００２３】そのため、ｐ- 領域のみを選択的に除去す
ることができるし、結晶方向に従って面のエッチング選
択比を異にすることもできる。
ることができるし、結晶方向に従って面のエッチング選
択比を異にすることもできる。
【００２４】また、ＫＯＨ溶液は、硅素の結晶方向に従
ってエッチング特性が変化する異方性エッチング溶液
で、＜１００＞方向では＜１１１＞方向に比べて、４０
０倍程度速くエッチングが進行される。
ってエッチング特性が変化する異方性エッチング溶液
で、＜１００＞方向では＜１１１＞方向に比べて、４０
０倍程度速くエッチングが進行される。
【００２５】ＫＯＨ溶液は、最も安定で、用いるのに便
利であるが、酸化膜をエッチングする特性があるので、
長時間エッチングする場合窒化膜をエッチング保護マス
クとして用いる。
利であるが、酸化膜をエッチングする特性があるので、
長時間エッチングする場合窒化膜をエッチング保護マス
クとして用いる。
【００２６】図１は、結晶方向が＜１００＞である硅素
基板を異方性エッチングする場合の特性断面図である。
基板を異方性エッチングする場合の特性断面図である。
【００２７】図１の（ａ）のように、結晶方向が＜１０
０＞である硅素基板１０１に、酸化膜や窒化膜をエッチ
ング保護膜マスク１０２として形成し、エッチングする
部分のみにエッチング窓１０３を設ける（図１の（ｂ）
参照）。
０＞である硅素基板１０１に、酸化膜や窒化膜をエッチ
ング保護膜マスク１０２として形成し、エッチングする
部分のみにエッチング窓１０３を設ける（図１の（ｂ）
参照）。
【００２８】ＫＯＨやＥＤＰのような異方性エッチング
溶液によってエッチングが進行されると、＜１１１＞面
１０５が露出されるが、＜１１１＞方向では＜１００＞
方向に比べてエッチングが遅延される。
溶液によってエッチングが進行されると、＜１１１＞面
１０５が露出されるが、＜１１１＞方向では＜１００＞
方向に比べてエッチングが遅延される。
【００２９】従って、エッチングが進行されるに従い側
面＜１１１＞面積が増加し、４側面が一点に集まると、
ピラミッド形１０４になり、これでエッチングが完了さ
れる（図１の（ｃ）参照）。
面＜１１１＞面積が増加し、４側面が一点に集まると、
ピラミッド形１０４になり、これでエッチングが完了さ
れる（図１の（ｃ）参照）。
【００３０】この時、側面と基板面の角度は５４．７°
であり、エッチングされた領域の最大深さはエッチング
窓１０３の大きさで決定される。
であり、エッチングされた領域の最大深さはエッチング
窓１０３の大きさで決定される。
【００３１】図２は、結晶方向が＜４１０＞である硅素
基板を異方性エッチングする場合の特性断面図である。
基板を異方性エッチングする場合の特性断面図である。
【００３２】図２の（ａ）のように、結晶方向が＜４１
０＞である硅素基板２０１に、酸化膜や窒化膜をエッチ
ング保護マスク２０２として形成し、エッチングする部
分のみにエッチング窓２０３を設ける（図２の（ｂ）参
照）。
０＞である硅素基板２０１に、酸化膜や窒化膜をエッチ
ング保護マスク２０２として形成し、エッチングする部
分のみにエッチング窓２０３を設ける（図２の（ｂ）参
照）。
【００３３】ＫＯＨやＥＤＰのような異方性エッチング
溶液によって、エッチングが進行されると＜１１１＞面
２０５が露出されるが、＜１１１＞方向では＜４１０＞
方向に比べてエッチングが遅延される。
溶液によって、エッチングが進行されると＜１１１＞面
２０５が露出されるが、＜１１１＞方向では＜４１０＞
方向に比べてエッチングが遅延される。
【００３４】従って、エッチングが進行されるに従い側
面から＜１１１＞面２０５が露出されながらエッチング
部位の面積が減少し、４側面が１点に集まると、ピラミ
ッド形２０４になり、これでエッチングが完了される
（図２の（ｃ）参照）。
面から＜１１１＞面２０５が露出されながらエッチング
部位の面積が減少し、４側面が１点に集まると、ピラミ
ッド形２０４になり、これでエッチングが完了される
（図２の（ｃ）参照）。
【００３５】この時側面と基板面の角度は、４５．６°
である。
である。
【００３６】図３は、結晶方向が＜１１０＞である硅素
基板を、異方性エッチングする場合の特性断面図であ
る。
基板を、異方性エッチングする場合の特性断面図であ
る。
【００３７】図３の（ａ）のように、結晶方向が＜１１
０＞である硅素基板３０１に、酸化膜や窒化膜をエッチ
ング保護マスク３０２として形成し、エッチングする部
分のみにエッチング窓３０３を設ける（図３の（ｂ）参
照）。
０＞である硅素基板３０１に、酸化膜や窒化膜をエッチ
ング保護マスク３０２として形成し、エッチングする部
分のみにエッチング窓３０３を設ける（図３の（ｂ）参
照）。
【００３８】ＫＯＨやＥＤＰのような異方性エッチング
溶液によってエッチングが進行されると、側面から＜１
１１＞面３０６が基板面と９０°角度で露出されると、
側面へのエッチングはそれ以上進行されない。
溶液によってエッチングが進行されると、側面から＜１
１１＞面３０６が基板面と９０°角度で露出されると、
側面へのエッチングはそれ以上進行されない。
【００３９】エッチングされた部分の底面３０５は、＜
１１０＞面に続いてエッチングが進行されるので、＜１
１１＞方向の４側面３０６で囲まれた四角柱型３０４に
なりながらエッチングが完了される（図３の（ｃ）参
照）。
１１０＞面に続いてエッチングが進行されるので、＜１
１１＞方向の４側面３０６で囲まれた四角柱型３０４に
なりながらエッチングが完了される（図３の（ｃ）参
照）。
【００４０】従って、エッチングされた領域の最大深さ
は、エッチング窓３０３の大きさにかかわらず、単にエ
ッチング時間により決定される。
は、エッチング窓３０３の大きさにかかわらず、単にエ
ッチング時間により決定される。
【００４１】このような異方性エッチング技術に対して
言及した関連論文を調べて見ると、Y. Kokubum,“Silic
on optical PCB for 3-D integrated optics ”，Elect
ronic Letters 21(1985) pp.508-509. に硅素基板の異
方性エッチング及び接合による光導波路製作技術が記載
されている。
言及した関連論文を調べて見ると、Y. Kokubum,“Silic
on optical PCB for 3-D integrated optics ”，Elect
ronic Letters 21(1985) pp.508-509. に硅素基板の異
方性エッチング及び接合による光導波路製作技術が記載
されている。
【００４２】又、E.Bassous,“The fabrication of hig
h precision nozzles by the anisotropic etching of
<100> silicon ”，J. Electrochem. Soc. 125(1978) p
p.1321-1327.には、結晶方向が＜１００＞である硅素基
板を、ＥＤＰ溶液によりエッチングして、インクジェッ
トノズルを製作する技術が記載されている。
h precision nozzles by the anisotropic etching of
<100> silicon ”，J. Electrochem. Soc. 125(1978) p
p.1321-1327.には、結晶方向が＜１００＞である硅素基
板を、ＥＤＰ溶液によりエッチングして、インクジェッ
トノズルを製作する技術が記載されている。
【００４３】M. A. Chan,“A micromachined biomedica
l pressure sensor with fiberopticinterferometric r
eadout”，Proc. 7th Int'l Confon Solid-State Senso
rs and Actuators. には基板平面と４５°角度の側面を
有する構造エッチング技術が記載されている。
l pressure sensor with fiberopticinterferometric r
eadout”，Proc. 7th Int'l Confon Solid-State Senso
rs and Actuators. には基板平面と４５°角度の側面を
有する構造エッチング技術が記載されている。
【００４４】しかし、関連論文によれば、硅素基板上に
複雑な構成を有する微細構造体を具現する場合、各部分
を個々の各一枚基板上に個別的に製作した後、各部分品
を再び結合させる方法を用いている。
複雑な構成を有する微細構造体を具現する場合、各部分
を個々の各一枚基板上に個別的に製作した後、各部分品
を再び結合させる方法を用いている。
【００４５】しかしこのような方法は、各一枚の基板毎
に、個別的な写真転写工程とエッチング工程が要求され
るので、基板数だけ上記工程を行わなければならないと
いう煩わしさがある。また、製作された微細構造体を結
合させる工程において、微細構造体が変形されたり破損
される虞れがあった。
に、個別的な写真転写工程とエッチング工程が要求され
るので、基板数だけ上記工程を行わなければならないと
いう煩わしさがある。また、製作された微細構造体を結
合させる工程において、微細構造体が変形されたり破損
される虞れがあった。
【００４６】なお、関連論文によれば、従来には、イン
クノズルの形状を基板表面と５４°の角度をなす単純な
形態の四つの傾斜面から構成しており、光反射面も基板
表面と５４°または４５°の角度で落ちこんだ面に製作
した。
クノズルの形状を基板表面と５４°の角度をなす単純な
形態の四つの傾斜面から構成しており、光反射面も基板
表面と５４°または４５°の角度で落ちこんだ面に製作
した。
【００４７】このように、基板を単純に異方性エッチン
グしたために、ノズルや光信号処理時に必須的な光分割
器等を、微細で小型化された形態に製作することができ
なかったし、構造を適切に応用することができないこと
は勿論、位置正確性も劣るという問題があった。
グしたために、ノズルや光信号処理時に必須的な光分割
器等を、微細で小型化された形態に製作することができ
なかったし、構造を適切に応用することができないこと
は勿論、位置正確性も劣るという問題があった。
【００４８】特に、最近では、硅素基板を利用して、機
械的に反応する感知部と、感知部からの信号を処理する
周辺回路部を、単一チップ上に具現したセンサーが開発
されるに従って、これに対する関心が増大されている。
械的に反応する感知部と、感知部からの信号を処理する
周辺回路部を、単一チップ上に具現したセンサーが開発
されるに従って、これに対する関心が増大されている。
【００４９】圧力センサーの場合、感知部の感度は、ダ
イヤフラム一辺の長さの二乗に比例するが、厚さの二乗
に反比例する。
イヤフラム一辺の長さの二乗に比例するが、厚さの二乗
に反比例する。
【００５０】従って、上記センサーを製作する場合、な
るべく厚さが薄くて均一で、面積の広いダイヤフラムを
製作する技術が重要である。
るべく厚さが薄くて均一で、面積の広いダイヤフラムを
製作する技術が重要である。
【００５１】図４は、結晶方向が同一な接合基板で、ダ
イヤフラムを製作する場合の工程断面図である。
イヤフラムを製作する場合の工程断面図である。
【００５２】図４の（ａ）のような、基板４０１の一面
に、エッチング保護マスク４０２を形成してエッチング
を行い、ダイヤフラム４０３を製作する（図４の（ｂ）
参照）。
に、エッチング保護マスク４０２を形成してエッチング
を行い、ダイヤフラム４０３を製作する（図４の（ｂ）
参照）。
【００５３】図５は、結晶方向が同一で、エピタキシャ
ル層が介在された接合基板によってダイヤフラムを製作
する場合の工程断面図である。
ル層が介在された接合基板によってダイヤフラムを製作
する場合の工程断面図である。
【００５４】先ず、ｐ- エピタキシャル層５０２が形成
されたｐ+ 基板５０１下部に、ｐ-基板５０３を接合す
る（図５の（ａ），（ｂ），（ｃ）参照）。
されたｐ+ 基板５０１下部に、ｐ-基板５０３を接合す
る（図５の（ａ），（ｂ），（ｃ）参照）。
【００５５】基板の不純物濃度に従って選択的にエッチ
ングするエッチング溶液、例えばフッ酸−硝酸−酢酸混
合溶液を用いて、ｐ+ 基板５０１のみをエッチングする
と、ｐ- 基板５０３にｐ- エピタキシャル層５０２が残
る構造になる。
ングするエッチング溶液、例えばフッ酸−硝酸−酢酸混
合溶液を用いて、ｐ+ 基板５０１のみをエッチングする
と、ｐ- 基板５０３にｐ- エピタキシャル層５０２が残
る構造になる。
【００５６】この状態でｐ- 基板５０３をエッチングし
て、ダイヤフラム５０４を製作する。
て、ダイヤフラム５０４を製作する。
【００５７】上記図４及び図５の工程において薄膜のダ
イヤフラム厚さは単純に最終基板のエッチング時間によ
り決定されるので、ダイヤフラム厚さの均一度と再現性
に問題があった。
イヤフラム厚さは単純に最終基板のエッチング時間によ
り決定されるので、ダイヤフラム厚さの均一度と再現性
に問題があった。
【００５８】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、同一基板または異種基板接合技術と選択的な異方性
エッチング技術を結合して、写真転写工程を減らしなが
らも、機械的機能を有する構造体を多様な構成に製造す
ることができるようにした異方性エッチングと基板接合
による微細構造製造方法を提供することにある。
は、同一基板または異種基板接合技術と選択的な異方性
エッチング技術を結合して、写真転写工程を減らしなが
らも、機械的機能を有する構造体を多様な構成に製造す
ることができるようにした異方性エッチングと基板接合
による微細構造製造方法を提供することにある。
【００５９】本発明の他の目的は、小型化されて位置正
確性及び形状再現性が優れた光分割器及びインクジェッ
トノズルを、容易に製造することができるようにした異
方性エッチングと基板接合による微細構造製造方法を提
供することにある。
確性及び形状再現性が優れた光分割器及びインクジェッ
トノズルを、容易に製造することができるようにした異
方性エッチングと基板接合による微細構造製造方法を提
供することにある。
【００６０】本発明のさらに他の目的は、センサー製造
時、薄膜のダイヤフラムを広い面積で均一な厚さに具現
することができるようにした異方性エッチングと基板接
合による微細構造製造方法を提供することにある。
時、薄膜のダイヤフラムを広い面積で均一な厚さに具現
することができるようにした異方性エッチングと基板接
合による微細構造製造方法を提供することにある。
【００６１】本発明のさらに他の目的は、微細構造体を
製造する時、２枚以上の基板が接合された接合基板を用
いて各部分を順次的に製造することにより、部分品結合
工程を除き、微細構造体の変形及び破損を防止すること
ができるようにした異方性エッチングと基板接合による
微細構造製造方法を提供することにある。
製造する時、２枚以上の基板が接合された接合基板を用
いて各部分を順次的に製造することにより、部分品結合
工程を除き、微細構造体の変形及び破損を防止すること
ができるようにした異方性エッチングと基板接合による
微細構造製造方法を提供することにある。
【００６２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第一の態様によれば、基板にエッチング保
護マスクを形成し、エッチング窓を設けて、異方性エッ
チング溶液で上記基板をエッチングし、特定形態のエッ
チングホールを形成する第１工程と；上記エッチングホ
ール上に、反射率向上のための光反射層を形成し、基板
接合のため蒸着層を形成した後、蒸着層の表面を平坦に
する第２工程と；平坦にされた蒸着層に基板を接合した
後、初めにエッチングされた基板を除去して、複数個の
光反射面を有する光分割器を製作する第３工程を含むこ
とを特徴とする異方性エッチングと基板接合による微細
構造製造方法が提供される。
に、本発明の第一の態様によれば、基板にエッチング保
護マスクを形成し、エッチング窓を設けて、異方性エッ
チング溶液で上記基板をエッチングし、特定形態のエッ
チングホールを形成する第１工程と；上記エッチングホ
ール上に、反射率向上のための光反射層を形成し、基板
接合のため蒸着層を形成した後、蒸着層の表面を平坦に
する第２工程と；平坦にされた蒸着層に基板を接合した
後、初めにエッチングされた基板を除去して、複数個の
光反射面を有する光分割器を製作する第３工程を含むこ
とを特徴とする異方性エッチングと基板接合による微細
構造製造方法が提供される。
【００６３】また、上記目的を達成するために、本発明
の第二の態様によれば、結晶方向が相違する二つの基板
を接合して、接合した基板を薄膜化する第１工程と；薄
膜化されていない基板の一面に、エッチング保護マスク
を形成して、エッチング窓を設け、接合された基板が、
互いに異なるエッチングホールを形成するように異方性
エッチングして、多様な構成のノズルを製作するように
する第２工程を含むことを特徴とする異方性エッチング
と基板接合による微細構造製造方法が提供される。
の第二の態様によれば、結晶方向が相違する二つの基板
を接合して、接合した基板を薄膜化する第１工程と；薄
膜化されていない基板の一面に、エッチング保護マスク
を形成して、エッチング窓を設け、接合された基板が、
互いに異なるエッチングホールを形成するように異方性
エッチングして、多様な構成のノズルを製作するように
する第２工程を含むことを特徴とする異方性エッチング
と基板接合による微細構造製造方法が提供される。
【００６４】さらに、上記目的を達成するために、本発
明の第三の態様によれば、結晶方向や不純物の濃度が相
違する二つの基板を接合して、接合した基板を薄膜化す
るか、または、所定濃度の基板を除去する第１工程と；
薄膜化されていない基板の一面に、エッチング保護マス
クを形成してエッチング窓を設け、一つの基板のみを異
方性エッチングして、均一な厚さと広い面積のダイヤフ
ラムを製作するようにする第２工程を含むことを特徴と
する異方性エッチングと基板接合による微細構造製造方
法が提供される。
明の第三の態様によれば、結晶方向や不純物の濃度が相
違する二つの基板を接合して、接合した基板を薄膜化す
るか、または、所定濃度の基板を除去する第１工程と；
薄膜化されていない基板の一面に、エッチング保護マス
クを形成してエッチング窓を設け、一つの基板のみを異
方性エッチングして、均一な厚さと広い面積のダイヤフ
ラムを製作するようにする第２工程を含むことを特徴と
する異方性エッチングと基板接合による微細構造製造方
法が提供される。
【００６５】
【実施例】以下、添付された図６から図５４を参照し
て、本発明の実施例を詳細に説明すれば、次の通りであ
る。
て、本発明の実施例を詳細に説明すれば、次の通りであ
る。
【００６６】本発明の１番目の実施例は、一つの光を多
くの方向に分離させて放射する光分割器の製造方法に関
するものである。
くの方向に分離させて放射する光分割器の製造方法に関
するものである。
【００６７】光分割器は、光通信技術において主要な要
素であり、基板上や回路上で光信号の処理のためにも非
常に有用である。
素であり、基板上や回路上で光信号の処理のためにも非
常に有用である。
【００６８】図６は、本発明で具現しようとする光分割
器の概略的構成を示した例示図であり、４面の光反射面
を有している。
器の概略的構成を示した例示図であり、４面の光反射面
を有している。
【００６９】４つの光反射面を有するピラミッド形の光
分割器６０２，６０３の上部頂点に光信号が入力される
と、光信号は、光分割器６０２，６０３で四つに分離さ
れて各方向に伝達される。
分割器６０２，６０３の上部頂点に光信号が入力される
と、光信号は、光分割器６０２，６０３で四つに分離さ
れて各方向に伝達される。
【００７０】光反射面の個数ならびに、光反射面と基板
６０１とが形成する角度は、用いられるエッチング溶液
と基板の結晶方向を利用して決定する。
６０１とが形成する角度は、用いられるエッチング溶液
と基板の結晶方向を利用して決定する。
【００７１】例えば、光反射面と基板６０１とが形成す
る角度を５４．７°にしようとするならば、＜１００＞
基板を、４５°にしようとするならば、＜４１０＞基板
をＫＯＨやＥＤＰのような異方性エッチング溶液でエッ
チングすることになる。
る角度を５４．７°にしようとするならば、＜１００＞
基板を、４５°にしようとするならば、＜４１０＞基板
をＫＯＨやＥＤＰのような異方性エッチング溶液でエッ
チングすることになる。
【００７２】＜１００＞基板を用いると、光反射面が基
板と５４．７°を形成するので、反射された光信号が、
基板の対してを平行に進行しないようになり、光反射面
から一定距離において、基板に触れるようになる。
板と５４．７°を形成するので、反射された光信号が、
基板の対してを平行に進行しないようになり、光反射面
から一定距離において、基板に触れるようになる。
【００７３】＜４１０＞基板を用いると、光反射面が基
板と４５°を形成するので、反射された光信号は、基板
に対して平行に進行する。
板と４５°を形成するので、反射された光信号は、基板
に対して平行に進行する。
【００７４】分離された光信号と基板との距離を変更さ
せるには、光分割器を柱構造上に具現して、柱構造の高
さを変更させて製造すると良い。
せるには、光分割器を柱構造上に具現して、柱構造の高
さを変更させて製造すると良い。
【００７５】図６のように、光分割器６０３は、柱構造
６０４上に位置するので、柱構造の高さを変化させる
と、分割された光と基板との距離を変更させることがで
きる。
６０４上に位置するので、柱構造の高さを変化させる
と、分割された光と基板との距離を変更させることがで
きる。
【００７６】本発明において、光分割のための四つの光
反射面は、基板の異方性エッチングにより製作される。
反射面は、基板の異方性エッチングにより製作される。
【００７７】即ち、各光反射面と底面の角度は、異方性
エッチングによりエッチングされる基板の結晶方向によ
り決定される。
エッチングによりエッチングされる基板の結晶方向によ
り決定される。
【００７８】例えば、硅素単結晶の＜１００＞基板を異
方性エッチングしたならば、光反射面は、底面と５４．
７°を形成し、＜４１０＞基板を異方性エッチングした
ならば、光反射面は底面と４５．５６°を形成する。
方性エッチングしたならば、光反射面は、底面と５４．
７°を形成し、＜４１０＞基板を異方性エッチングした
ならば、光反射面は底面と４５．５６°を形成する。
【００７９】図７〜図１３は、光反射面が、底面と４５
°を形成し、柱構造が無い光分割器を製造する工程を示
した断面図である。
°を形成し、柱構造が無い光分割器を製造する工程を示
した断面図である。
【００８０】先ず、図７のような＜４１０＞方向の硅素
基板７０１を選択して、図８のように、窒化膜や酸化膜
をエッチング保護マスク７０２として形成し、エッチン
グ窓７０３を設ける。
基板７０１を選択して、図８のように、窒化膜や酸化膜
をエッチング保護マスク７０２として形成し、エッチン
グ窓７０３を設ける。
【００８１】ＫＯＨやＥＤＰ溶液で、＜４１０＞基板７
０１を異方性エッチングすると、底面と４５．５６°を
形成する＜１１１＞面７０５が、側面から露出され、ピ
ラミッド形エッチングホール７０４が形成されるとエッ
チングが完了される（図９参照）。
０１を異方性エッチングすると、底面と４５．５６°を
形成する＜１１１＞面７０５が、側面から露出され、ピ
ラミッド形エッチングホール７０４が形成されるとエッ
チングが完了される（図９参照）。
【００８２】図１０においてのように、必要に応じて適
切な光反射層７０６を形成し、エッチングホール７０４
を充填するために多結晶硅素や酸化膜のような蒸着層７
０７を形成し、表面の凹凸を除去して、基板接合が可能
な平坦な表面７０８を具現する（図１１参照）。
切な光反射層７０６を形成し、エッチングホール７０４
を充填するために多結晶硅素や酸化膜のような蒸着層７
０７を形成し、表面の凹凸を除去して、基板接合が可能
な平坦な表面７０８を具現する（図１１参照）。
【００８３】次に、図１２においてのように、基板７１
０を平坦化された蒸着層７０７に接合させて、＜４１０
＞基板７０１を除去すると、図１３のように光反射面７
１１を有する光分割器が具現される。
０を平坦化された蒸着層７０７に接合させて、＜４１０
＞基板７０１を除去すると、図１３のように光反射面７
１１を有する光分割器が具現される。
【００８４】ここで、＜４１０＞基板７０１を除去する
ための方法には、２種類がある。
ための方法には、２種類がある。
【００８５】１番目の方法は、接合基板７１０として＜
１１１＞基板を用い、エッチング保護膜なしに異方性エ
ッチングすると、＜４１０＞基板７０１が、＜１１１＞
接合基板７１０より速くエッチングされるので、＜４１
０＞基板７０１を完全に除去することができる。
１１１＞基板を用い、エッチング保護膜なしに異方性エ
ッチングすると、＜４１０＞基板７０１が、＜１１１＞
接合基板７１０より速くエッチングされるので、＜４１
０＞基板７０１を完全に除去することができる。
【００８６】２番目の方法は、＜４１０＞基板７０１を
ｐ+ 基板として、接合基板７１０を結晶方向にかかわら
ず低濃度ｐ- 基板に構成して、フッ酸と硝酸と酢酸とを
１：３：８の割合で混合した混合溶液でエッチングする
と、ｐ+ ＜４１０＞基板７０１を選択的に除去すること
ができる。
ｐ+ 基板として、接合基板７１０を結晶方向にかかわら
ず低濃度ｐ- 基板に構成して、フッ酸と硝酸と酢酸とを
１：３：８の割合で混合した混合溶液でエッチングする
と、ｐ+ ＜４１０＞基板７０１を選択的に除去すること
ができる。
【００８７】図１４〜図２４は、光分割器を柱端に具現
して、光反射面と基板との距離を任意に変更することが
できる光分割器を製造する工程を示した断面図である。
して、光反射面と基板との距離を任意に変更することが
できる光分割器を製造する工程を示した断面図である。
【００８８】図１４のような＜１１０＞基板８０１と、
図１５のような＜４１０＞基板８０２とを接合させて、
一つの基板８０１をエッチングした後、この基板８０１
を他の基板８０２のエッチング保護マスクとして作用す
るようにする（図１６参照）。
図１５のような＜４１０＞基板８０２とを接合させて、
一つの基板８０１をエッチングした後、この基板８０１
を他の基板８０２のエッチング保護マスクとして作用す
るようにする（図１６参照）。
【００８９】具体的には、基板８０１と基板８０２とを
接合させた後、基板８０１表面にエッチング保護膜８０
４を形成して、エッチング窓８０５を設ける（図１７参
照）。
接合させた後、基板８０１表面にエッチング保護膜８０
４を形成して、エッチング窓８０５を設ける（図１７参
照）。
【００９０】一例として、ＫＯＨ溶液を利用して＜１１
０＞基板８０１をエッチングすると、図１８のように側
面は＜１１１＞方向の面８０７が露出されて、それ以上
エッチングが進行されなく、表面と垂直な方向にエッチ
ングが進行される。
０＞基板８０１をエッチングすると、図１８のように側
面は＜１１１＞方向の面８０７が露出されて、それ以上
エッチングが進行されなく、表面と垂直な方向にエッチ
ングが進行される。
【００９１】ここで、具現された空間８０６は、光分割
器の柱になるので、基板８０１の厚さは柱の高さに該当
する。
器の柱になるので、基板８０１の厚さは柱の高さに該当
する。
【００９２】つぎに、＜１１０＞基板８０１のエッチン
グが完了された後の底面８０８を、下部基板８０２エッ
チングのエッチング窓として利用する。
グが完了された後の底面８０８を、下部基板８０２エッ
チングのエッチング窓として利用する。
【００９３】ＫＯＨ溶液のエッチングを続けて進行させ
ると、＜４１０＞基板８０２がエッチングされるが、＜
４１０＞基板８０２は、側面８１０にはエッチングが進
行されないので、エッチング断面積が続いて減少し、ピ
ラミッド形エッチングホール８０９が形成される（図１
９参照）。
ると、＜４１０＞基板８０２がエッチングされるが、＜
４１０＞基板８０２は、側面８１０にはエッチングが進
行されないので、エッチング断面積が続いて減少し、ピ
ラミッド形エッチングホール８０９が形成される（図１
９参照）。
【００９４】結果的に、＜４１０＞基板８０２とエッチ
ング側面８１０は、基板面に対して、４５，５６°を形
成する。
ング側面８１０は、基板面に対して、４５，５６°を形
成する。
【００９５】ピラミッドを構成する各面は、最終的に光
反射面になる。
反射面になる。
【００９６】光反射面の反射率を向上させるために、図
２０のように、適切な光反射物質８１１を塗布し、エッ
チングホール８０９を充填するために、多結晶硅素や酸
化膜からなる蒸着層８１２を形成し、基板接合が可能に
なる程度に平坦な表面８１３を研磨により具現する（図
２１参照）。
２０のように、適切な光反射物質８１１を塗布し、エッ
チングホール８０９を充填するために、多結晶硅素や酸
化膜からなる蒸着層８１２を形成し、基板接合が可能に
なる程度に平坦な表面８１３を研磨により具現する（図
２１参照）。
【００９７】図２２のように基板８１４を平坦な表面８
１５に接合させた後、図２３のように＜４１０＞基板８
０２を除去し、次いで＜１１０＞基板８０１を除去する
と光反射面８１６と柱構造８１７とを有する光分割器が
具現される（図２４参照）。
１５に接合させた後、図２３のように＜４１０＞基板８
０２を除去し、次いで＜１１０＞基板８０１を除去する
と光反射面８１６と柱構造８１７とを有する光分割器が
具現される（図２４参照）。
【００９８】上記のような工程により製造された光分割
器は、一つの光信号を複数の光反射面から反射させて各
方向に分離させるし、特に、光反射面が基板に対して４
５°を形成すれば、基板に垂直に入力される光信号は、
各方向に分離されて、基板で平行に進行される。
器は、一つの光信号を複数の光反射面から反射させて各
方向に分離させるし、特に、光反射面が基板に対して４
５°を形成すれば、基板に垂直に入力される光信号は、
各方向に分離されて、基板で平行に進行される。
【００９９】このように、光反射面と基板との角度を調
節することにより、光信号を分離し、基板と任意の角度
で進行されるようにすることができる。また、光反射面
を柱上に製作して、反射面から分けられた光信号と基板
との距離を変更することもできる。
節することにより、光信号を分離し、基板と任意の角度
で進行されるようにすることができる。また、光反射面
を柱上に製作して、反射面から分けられた光信号と基板
との距離を変更することもできる。
【０１００】本発明の２番目の実施例は、結晶方向が異
なる基板を接合し、これを異方性エッチングして一回の
写真転写工程により、多様な構成のノズルを製造する方
法に関するものである。
なる基板を接合し、これを異方性エッチングして一回の
写真転写工程により、多様な構成のノズルを製造する方
法に関するものである。
【０１０１】本実施例の基本構想は、ＫＯＨやＥＤＰ溶
液が硅素基板の結晶方向によってエッチング特性が異な
る異方性エッチングを利用するもので、同一なエッチン
グ保護膜を形成しても＜１００＞基板と＜１１０＞基板
とがエッチングされる様子は、相違する。
液が硅素基板の結晶方向によってエッチング特性が異な
る異方性エッチングを利用するもので、同一なエッチン
グ保護膜を形成しても＜１００＞基板と＜１１０＞基板
とがエッチングされる様子は、相違する。
【０１０２】エッチング保護膜に四角形窓を設け、＜１
００＞基板をＫＯＨ溶液でエッチングすると、基板はピ
ラミッド形態にエッチングされるし、＜１１０＞基板を
エッチングすると、基板表面に垂直に四角形柱形態にエ
ッチングされる。
００＞基板をＫＯＨ溶液でエッチングすると、基板はピ
ラミッド形態にエッチングされるし、＜１１０＞基板を
エッチングすると、基板表面に垂直に四角形柱形態にエ
ッチングされる。
【０１０３】また、＜１００＞基板と＜１１０＞基板と
を接合した後エッチングすると、先にエッチングされた
基板が、次のエッチング基板のエッチング保護マスクと
して用いられるので一枚のマスクでピラミッド形と四角
形柱構造とが重なった形態が得られる。
を接合した後エッチングすると、先にエッチングされた
基板が、次のエッチング基板のエッチング保護マスクと
して用いられるので一枚のマスクでピラミッド形と四角
形柱構造とが重なった形態が得られる。
【０１０４】ここで、エッチング部位断面積の調節は、
エッチングされる層の厚さを変化させることでとたやす
く調節される。
エッチングされる層の厚さを変化させることでとたやす
く調節される。
【０１０５】図２５〜図３１は、エッチングが完了され
た＜１００＞基板を、＜１１０＞基板のエッチング保護
マスクとして用いて、幅が狭くなってから終りの部分で
均一な幅を有するノズル９０９を製造する場合の工程断
面図である。
た＜１００＞基板を、＜１１０＞基板のエッチング保護
マスクとして用いて、幅が狭くなってから終りの部分で
均一な幅を有するノズル９０９を製造する場合の工程断
面図である。
【０１０６】先ず、図２５のような＜１００＞基板９０
１と、図２６のような＜１１０＞基板９０２とを接合し
て、＜１１０＞基板９０２を適切な厚さに薄膜化する
（図２７および図２８参照）。図中、薄膜化した基板９
０２を基板９０３と示す。
１と、図２６のような＜１１０＞基板９０２とを接合し
て、＜１１０＞基板９０２を適切な厚さに薄膜化する
（図２７および図２８参照）。図中、薄膜化した基板９
０２を基板９０３と示す。
【０１０７】基板９０１の一面に、エッチング保護マス
ク９０４を形成して、エッチング窓９０５を設け、ＫＯ
ＨやＥＤＰ溶液で異方性エッチングすると、基板９０１
から＜１１１＞方向の側壁９０７が露出されながらエッ
チングが抑制されて上部が切られたピラミッド構造９０
６になる（図２９および図３０参照）。
ク９０４を形成して、エッチング窓９０５を設け、ＫＯ
ＨやＥＤＰ溶液で異方性エッチングすると、基板９０１
から＜１１１＞方向の側壁９０７が露出されながらエッ
チングが抑制されて上部が切られたピラミッド構造９０
６になる（図２９および図３０参照）。
【０１０８】基板９０１がエッチングされたことにより
形成された四角形の底面９０８は、基板９０３がエッチ
ングされる工程で、エッチング保護膜がないエッチング
窓と見なされ、余りの領域は、エッチング保護膜が形成
された領域と見なされる。
形成された四角形の底面９０８は、基板９０３がエッチ
ングされる工程で、エッチング保護膜がないエッチング
窓と見なされ、余りの領域は、エッチング保護膜が形成
された領域と見なされる。
【０１０９】従って、エッチングを続けると、＜１１１
＞面が露出された基板９０１と基板９０３の他の部分で
は、エッチングが進行されなく、四角形の底面９０８下
部に位置した基板９０３とでのみ＜１１１＞面９１０が
基板表面と垂直に露出されながらエッチングが進行され
る（図３１参照）。
＞面が露出された基板９０１と基板９０３の他の部分で
は、エッチングが進行されなく、四角形の底面９０８下
部に位置した基板９０３とでのみ＜１１１＞面９１０が
基板表面と垂直に露出されながらエッチングが進行され
る（図３１参照）。
【０１１０】ここで、＜１００＞基板９０１は、同一な
エッチング窓９０５でも厚さに従ってエッチングが完了
された底面９０８の大きさが変わるようになり、この四
角形の底面９０８は、完成時のノズルの大きさを左右す
るようになる。
エッチング窓９０５でも厚さに従ってエッチングが完了
された底面９０８の大きさが変わるようになり、この四
角形の底面９０８は、完成時のノズルの大きさを左右す
るようになる。
【０１１１】従って、ノズルの大きさは、エッチング窓
９０５、及び、基板９０１の厚さにより決定される。
９０５、及び、基板９０１の厚さにより決定される。
【０１１２】図３２〜図４１は、図２５〜図３１のノズ
ル製造方法を応用して、傾斜面と垂直面と傾斜面とを順
に有するノズル１０１６を製作する場合の工程断面図で
ある。
ル製造方法を応用して、傾斜面と垂直面と傾斜面とを順
に有するノズル１０１６を製作する場合の工程断面図で
ある。
【０１１３】先ず、＜１００＞基板１００１と＜１１０
＞基板１００２とを接合した後、基板１００２を薄膜化
する（図３２〜図３５参照）。図中薄膜化した基板１０
０２を基板１００３と示す。薄膜化された基板１００３
の表面１００４を鏡面研磨した後、＜１００＞基板１０
０５を接合させて、その後基板１００５を薄膜化する
（図３６および図３７参照）。
＞基板１００２とを接合した後、基板１００２を薄膜化
する（図３２〜図３５参照）。図中薄膜化した基板１０
０２を基板１００３と示す。薄膜化された基板１００３
の表面１００４を鏡面研磨した後、＜１００＞基板１０
０５を接合させて、その後基板１００５を薄膜化する
（図３６および図３７参照）。
【０１１４】基板１００１の一面に、エッチング保護マ
スク１００６を形成してエッチング窓１００７を設け、
ＫＯＨやＥＤＰ溶液で異方性エッチングすると、基板１
００１から＜１１１＞方向の側壁１００８が露出される
とエッチングが抑制されて、上部が切られたピラミッド
構造１００９になる（図３８および図３９参照）。
スク１００６を形成してエッチング窓１００７を設け、
ＫＯＨやＥＤＰ溶液で異方性エッチングすると、基板１
００１から＜１１１＞方向の側壁１００８が露出される
とエッチングが抑制されて、上部が切られたピラミッド
構造１００９になる（図３８および図３９参照）。
【０１１５】基板１００１がエッチングされた後、形成
された四角形の底面１０１０を、基板１００２をエッチ
ングする時のエッチング窓と見なして、エッチングを続
けると、上記底面１０１０下部に位置した基板１００３
でのみ、＜１１１＞面１０１１が基板表面と垂直に露出
されながらエッチングが進行される（図４０参照）。
された四角形の底面１０１０を、基板１００２をエッチ
ングする時のエッチング窓と見なして、エッチングを続
けると、上記底面１０１０下部に位置した基板１００３
でのみ、＜１１１＞面１０１１が基板表面と垂直に露出
されながらエッチングが進行される（図４０参照）。
【０１１６】基板１００３がエッチングされることによ
り形成された四角柱の底面１０１２をエッチング窓と見
なしてエッチングを続けると、上記底面１０１２下部に
位置した基板１００５でのみエッチングが進行する。そ
して＜１１１＞側壁１０１３が露出されるとエッチング
が抑制されて、上部が切られたピラミッド構造１０１４
になる（図４１参照）。
り形成された四角柱の底面１０１２をエッチング窓と見
なしてエッチングを続けると、上記底面１０１２下部に
位置した基板１００５でのみエッチングが進行する。そ
して＜１１１＞側壁１０１３が露出されるとエッチング
が抑制されて、上部が切られたピラミッド構造１０１４
になる（図４１参照）。
【０１１７】従って、幅が狭くなってから均一な幅を有
した後、再び幅が狭くなる形態のノズルを具現すること
ができるし、最初のエッチング窓を設けるための一回の
写真転写工程で十分で余りのエッチング窓は自体マスク
工程で可能である。
した後、再び幅が狭くなる形態のノズルを具現すること
ができるし、最初のエッチング窓を設けるための一回の
写真転写工程で十分で余りのエッチング窓は自体マスク
工程で可能である。
【０１１８】図４２は、図２５〜図３１とは反対に、エ
ッチングが完了された＜１１０＞基板を＜１００＞基板
のエッチング保護マスクとして用いて、均一な幅を有し
てから終りの部分で幅が狭くなるノズルを製作する場合
の工程断面図である。
ッチングが完了された＜１１０＞基板を＜１００＞基板
のエッチング保護マスクとして用いて、均一な幅を有し
てから終りの部分で幅が狭くなるノズルを製作する場合
の工程断面図である。
【０１１９】＜１１０＞基板１１０１と＜１００＞基板
１１０２とを接合した後、＜１００＞基板１１０２を薄
膜化する（図４２の（ａ）〜（ｄ）参照）。基板１１０
１の一面にエッチング保護マスク１１０３を形成してエ
ッチング窓１１０４を設ける（図４２の（ｅ）参照）。
１１０２とを接合した後、＜１００＞基板１１０２を薄
膜化する（図４２の（ａ）〜（ｄ）参照）。基板１１０
１の一面にエッチング保護マスク１１０３を形成してエ
ッチング窓１１０４を設ける（図４２の（ｅ）参照）。
【０１２０】これをＫＯＨやＥＤＰ溶液で異方性エッチ
ングすると、＜１１１＞面１１０５が基板表面と垂直に
露出されながらエッチングが進行される（図４２の
（ｆ）参照）。
ングすると、＜１１１＞面１１０５が基板表面と垂直に
露出されながらエッチングが進行される（図４２の
（ｆ）参照）。
【０１２１】基板１１０１が、四角柱１１０６形態にエ
ッチングされた後、形成された四角形の底面１１０７を
エッチング窓と見なしてエッチングを続けると、上記底
面１１０７下部に位置した基板１１０２でのみエッチン
グが進行し、＜１１１＞側壁１１０８が露出されるとエ
ッチングが抑制されて上部が切られたピラミッド構造１
１０９になる（図４２の（ｇ）参照）。
ッチングされた後、形成された四角形の底面１１０７を
エッチング窓と見なしてエッチングを続けると、上記底
面１１０７下部に位置した基板１１０２でのみエッチン
グが進行し、＜１１１＞側壁１１０８が露出されるとエ
ッチングが抑制されて上部が切られたピラミッド構造１
１０９になる（図４２の（ｇ）参照）。
【０１２２】図４３〜図５２は、図４２のノズル製造方
法を応用して、垂直面／傾斜面／垂直面を有するノズル
を製作する場合の工程断面図である。
法を応用して、垂直面／傾斜面／垂直面を有するノズル
を製作する場合の工程断面図である。
【０１２３】ここで、図４３〜図５２に図示された各工
程は、図４２に図示された工程と同一である。
程は、図４２に図示された工程と同一である。
【０１２４】＜１１０＞基板１２０１と＜１００＞基板
１２０２とを先に接合した後、基板１００２を薄膜化す
る。薄膜化した基板１００２を基板１２０３と示す。基
板１２０３に更に＜１１０＞基板１２０４を接合して、
均一な幅を有してから幅が狭くなった後、終りの部分で
更に均一な幅を有する形態のノズル１２０５を製作した
ものである。
１２０２とを先に接合した後、基板１００２を薄膜化す
る。薄膜化した基板１００２を基板１２０３と示す。基
板１２０３に更に＜１１０＞基板１２０４を接合して、
均一な幅を有してから幅が狭くなった後、終りの部分で
更に均一な幅を有する形態のノズル１２０５を製作した
ものである。
【０１２５】このように結晶方向が異なる基板を接合し
てエッチングすると、接合される基板の個数、基板のエ
ッチング順序、エッチングされる基板の厚さ、等により
多様な構成のノズルを製作することができる。
てエッチングすると、接合される基板の個数、基板のエ
ッチング順序、エッチングされる基板の厚さ、等により
多様な構成のノズルを製作することができる。
【０１２６】本発明の３番目の実施例は異種基板接合技
術と選択的な異方性エッチング技術とを利用して、厚さ
が均一なダイヤフラムを、広い面積に製作する方法に関
するものである。
術と選択的な異方性エッチング技術とを利用して、厚さ
が均一なダイヤフラムを、広い面積に製作する方法に関
するものである。
【０１２７】図５３は結晶方向が相違する接合基板でダ
イヤフラムを製作する場合の工程断面図である。
イヤフラムを製作する場合の工程断面図である。
【０１２８】図５３の（ａ）のような＜１１１＞基板１
３０１と、図５３の（ｂ）のような＜１００＞基板１３
０２とを接合した後（図５３の（ｃ）参照）、＜１１１
＞基板１３０１を薄膜化し（図５３の（ｄ）参照）、基
板１３０２の一面にエッチング保護マスク１３０３を形
成してエッチング窓１３０４を設ける（図５３の（ｅ）
参照）。
３０１と、図５３の（ｂ）のような＜１００＞基板１３
０２とを接合した後（図５３の（ｃ）参照）、＜１１１
＞基板１３０１を薄膜化し（図５３の（ｄ）参照）、基
板１３０２の一面にエッチング保護マスク１３０３を形
成してエッチング窓１３０４を設ける（図５３の（ｅ）
参照）。
【０１２９】ＫＯＨやＥＤＰ溶液で、基板１３０２を異
方性エッチングすると、＜１１１＞側壁１３０５が露出
されながらエッチングが抑制されて、上部が切られたピ
ラミッド構造１３０６になる。このとき＜１１１＞基板
１３０１が露出されても、＜１１１＞面ではエッチング
が進行されないのでエッチングは自動的に中止される
（図５３の（ｆ）参照）。
方性エッチングすると、＜１１１＞側壁１３０５が露出
されながらエッチングが抑制されて、上部が切られたピ
ラミッド構造１３０６になる。このとき＜１１１＞基板
１３０１が露出されても、＜１１１＞面ではエッチング
が進行されないのでエッチングは自動的に中止される
（図５３の（ｆ）参照）。
【０１３０】図５３において＜１１１＞基板１３０１を
薄膜化する工程は主に、研磨に依存するので、ダイヤフ
ラム厚さの不均一を誘発することがある。
薄膜化する工程は主に、研磨に依存するので、ダイヤフ
ラム厚さの不均一を誘発することがある。
【０１３１】図５４は、結晶方向が相違し、エピタキシ
ャル層が介在された接合基板で、不純物濃度差を利用し
てダイヤフラムを製作する場合の工程断面図である。
ャル層が介在された接合基板で、不純物濃度差を利用し
てダイヤフラムを製作する場合の工程断面図である。
【０１３２】図５４の（ａ）のように、ｐ- エピタキシ
ャル層１４０２が成長された＜１１１＞のｐ+ 基板１４
０１と、図５４の（ｂ）のような＜１００＞のｐ- 基板
１４０３とを、ｐ- エピタキシャル層１４０２を介して
接合する（図５４の（ｃ）参照）。
ャル層１４０２が成長された＜１１１＞のｐ+ 基板１４
０１と、図５４の（ｂ）のような＜１００＞のｐ- 基板
１４０３とを、ｐ- エピタキシャル層１４０２を介して
接合する（図５４の（ｃ）参照）。
【０１３３】フッ酸−硝酸−酢酸混合溶液によって不純
物の濃度差により、上記接合基板からｐ+ 基板１４０１
を選択的に除去し、＜１００＞基板１４０３にエッチン
グ保護膜１４０４を形成してエッチング窓１４０５を設
ける（図５４の（ｄ）（ｅ）参照）。
物の濃度差により、上記接合基板からｐ+ 基板１４０１
を選択的に除去し、＜１００＞基板１４０３にエッチン
グ保護膜１４０４を形成してエッチング窓１４０５を設
ける（図５４の（ｄ）（ｅ）参照）。
【０１３４】＜１００＞基板１４０３を異方性エッチン
グすると、＜１１１＞側面１４０６が露出されながら断
面積が減少して上部が切られたピラミッド構造１４０７
になり、＜１１１＞基板１４０２が露出されても＜１１
１＞面ではエッチングが進行されないのでエッチングは
自動的に中止される（図５４の（ｆ）参照）。
グすると、＜１１１＞側面１４０６が露出されながら断
面積が減少して上部が切られたピラミッド構造１４０７
になり、＜１１１＞基板１４０２が露出されても＜１１
１＞面ではエッチングが進行されないのでエッチングは
自動的に中止される（図５４の（ｆ）参照）。
【０１３５】
【発明の効果】以上のように本発明は、同一基板又は異
種基板の接合技術と、選択的な異方性エッチング技術と
を結合して写真転写工程を減らしながらも機械的機能を
有する構造体を多様な構成に製作することができる。
種基板の接合技術と、選択的な異方性エッチング技術と
を結合して写真転写工程を減らしながらも機械的機能を
有する構造体を多様な構成に製作することができる。
【０１３６】特に、小型化されて位置正確性及び形状再
現性が優れた光分割器及びインクジェットノズルを容易
に製作することができるし、薄膜のダイヤフラムを広い
面積で均一な厚さに具現することができる。
現性が優れた光分割器及びインクジェットノズルを容易
に製作することができるし、薄膜のダイヤフラムを広い
面積で均一な厚さに具現することができる。
【０１３７】なお、微細構造体を製作する時、２枚以上
の基板が接合された接合基板を用いて各部分を順次的に
製造するので、部分品結合工程を除去することができ、
微細構造体の変形及び破損を防止することができる効果
を奏する。
の基板が接合された接合基板を用いて各部分を順次的に
製造するので、部分品結合工程を除去することができ、
微細構造体の変形及び破損を防止することができる効果
を奏する。
【図１】結晶方向が＜１００＞である硅素基板を異方性
エッチングする場合の工程を示す断面図。
エッチングする場合の工程を示す断面図。
【図２】結晶方向が＜４１０＞である硅素基板を異方性
エッチングする場合の工程を示す断面図。
エッチングする場合の工程を示す断面図。
【図３】結晶方向が＜１１０＞である硅素基板を異方性
エッチングする場合の工程を示す断面図。
エッチングする場合の工程を示す断面図。
【図４】結晶方向が同一な接合基板でダイヤフラムを製
造する場合の工程を示す断面図。
造する場合の工程を示す断面図。
【図５】結晶方向が同一でエピタキシャル層が介在され
た接合基板で、ダイヤフラムを製造する場合の工程を示
す断面図。
た接合基板で、ダイヤフラムを製造する場合の工程を示
す断面図。
【図６】本発明から具現しようとする光分割器の概略的
構造を示した斜示図。
構造を示した斜示図。
【図７】基板面と光反射面とが４５°をなし、柱構造が
ない光分割器を製造する工程を示した断面図。
ない光分割器を製造する工程を示した断面図。
【図８】基板面と光反射面とが４５°をなし、柱構造が
ない光分割器を製造する工程を示した断面図。
ない光分割器を製造する工程を示した断面図。
【図９】基板面と光反射面とが４５°をなし、柱構造が
ない光分割器を製造する工程を示した断面図。
ない光分割器を製造する工程を示した断面図。
【図１０】基板面と光反射面とが４５°をなし、柱構造
がない光分割器を製造する工程を示した断面図。
がない光分割器を製造する工程を示した断面図。
【図１１】基板面と光反射面とが４５°をなし、柱構造
がない光分割器を製造する工程を示した断面図。
がない光分割器を製造する工程を示した断面図。
【図１２】基板面と光反射面とが４５°をなし、柱構造
がない光分割器を製造する工程を示した断面図。
がない光分割器を製造する工程を示した断面図。
【図１３】基板面と光反射面とが４５°をなし、柱構造
がない光分割器を製造する工程を示した断面図。
がない光分割器を製造する工程を示した断面図。
【図１４】光分割器を柱端に具現して、光反射面と基板
との距離を任意に変更することができる光分割器を製造
する工程を示した断面図。
との距離を任意に変更することができる光分割器を製造
する工程を示した断面図。
【図１５】光分割器を柱端に具現して、光反射面と基板
との距離を任意に変更することができる光分割器を製造
する工程を示した断面図。
との距離を任意に変更することができる光分割器を製造
する工程を示した断面図。
【図１６】光分割器を柱端に具現して、光反射面と基板
との距離を任意に変更することができる光分割器を製造
する工程を示した断面図。
との距離を任意に変更することができる光分割器を製造
する工程を示した断面図。
【図１７】光分割器を柱端に具現して、光反射面と基板
との距離を任意に変更することができる光分割器を製造
する工程を示した断面図。
との距離を任意に変更することができる光分割器を製造
する工程を示した断面図。
【図１８】光分割器を柱端に具現して、光反射面と基板
との距離を任意に変更することができる光分割器を製造
する工程を示した断面図。
との距離を任意に変更することができる光分割器を製造
する工程を示した断面図。
【図１９】光分割器を柱端に具現して、光反射面と基板
との距離を任意に変更することができる光分割器を製造
する工程を示した断面図。
との距離を任意に変更することができる光分割器を製造
する工程を示した断面図。
【図２０】光分割器を柱端に具現して、光反射面と基板
との距離を任意に変更することができる光分割器を製造
する工程を示した断面図。
との距離を任意に変更することができる光分割器を製造
する工程を示した断面図。
【図２１】光分割器を柱端に具現して、光反射面と基板
との距離を任意に変更することができる光分割器を製造
する工程を示した断面図。
との距離を任意に変更することができる光分割器を製造
する工程を示した断面図。
【図２２】光分割器を柱端に具現して、光反射面と基板
との距離を任意に変更することができる光分割器を製造
する工程を示した断面図。
との距離を任意に変更することができる光分割器を製造
する工程を示した断面図。
【図２３】光分割器を柱端に具現して、光反射面と基板
との距離を任意に変更することができる光分割器を製造
する工程を示した断面図。
との距離を任意に変更することができる光分割器を製造
する工程を示した断面図。
【図２４】光分割器を柱端に具現して、光反射面と基板
との距離を任意に変更することができる光分割器を製造
する工程を示した断面図。
との距離を任意に変更することができる光分割器を製造
する工程を示した断面図。
【図２５】傾斜面と垂直面とを有するノズルを製造する
場合の工程を示す断面図。
場合の工程を示す断面図。
【図２６】傾斜面と垂直面とを有するノズルを製造する
場合の工程を示す断面図。
場合の工程を示す断面図。
【図２７】傾斜面と垂直面とを有するノズルを製造する
場合の工程を示す断面図。
場合の工程を示す断面図。
【図２８】傾斜面と垂直面とを有するノズルを製造する
場合の工程を示す断面図。
場合の工程を示す断面図。
【図２９】傾斜面と垂直面とを有するノズルを製造する
場合の工程を示す断面図。
場合の工程を示す断面図。
【図３０】傾斜面と垂直面とを有するノズルを製造する
場合の工程を示す断面図。
場合の工程を示す断面図。
【図３１】傾斜面と垂直面とを有するノズルを製造する
場合の工程を示す断面図。
場合の工程を示す断面図。
【図３２】図２５〜図３１のノズル製造方法を応用し
て、傾斜面と垂直面と傾斜面とを順に有するノズルを製
造する場合の工程を示す断面図。
て、傾斜面と垂直面と傾斜面とを順に有するノズルを製
造する場合の工程を示す断面図。
【図３３】図２５〜図３１のノズル製造方法を応用し
て、傾斜面と垂直面と傾斜面とを順に有するノズルを製
造する場合の工程を示す断面図。
て、傾斜面と垂直面と傾斜面とを順に有するノズルを製
造する場合の工程を示す断面図。
【図３４】図２５〜図３１のノズル製造方法を応用し
て、傾斜面と垂直面と傾斜面とを順に有するノズルを製
造する場合の工程を示す断面図。
て、傾斜面と垂直面と傾斜面とを順に有するノズルを製
造する場合の工程を示す断面図。
【図３５】図２５〜図３１のノズル製造方法を応用し
て、傾斜面と垂直面と傾斜面とを順に有するノズルを製
造する場合の工程を示す断面図。
て、傾斜面と垂直面と傾斜面とを順に有するノズルを製
造する場合の工程を示す断面図。
【図３６】図２５〜図３１のノズル製造方法を応用し
て、傾斜面と垂直面と傾斜面とを順に有するノズルを製
造する場合の工程を示す断面図。
て、傾斜面と垂直面と傾斜面とを順に有するノズルを製
造する場合の工程を示す断面図。
【図３７】図２５〜図３１のノズル製造方法を応用し
て、傾斜面と垂直面と傾斜面とを順に有するノズルを製
造する場合の工程を示す断面図。
て、傾斜面と垂直面と傾斜面とを順に有するノズルを製
造する場合の工程を示す断面図。
【図３８】図２５〜図３１のノズル製造方法を応用し
て、傾斜面と垂直面と傾斜面とを順に有するノズルを製
造する場合の工程を示す断面図。
て、傾斜面と垂直面と傾斜面とを順に有するノズルを製
造する場合の工程を示す断面図。
【図３９】図２５〜図３１のノズル製造方法を応用し
て、傾斜面と垂直面と傾斜面とを順に有するノズルを製
造する場合の工程を示す断面図。
て、傾斜面と垂直面と傾斜面とを順に有するノズルを製
造する場合の工程を示す断面図。
【図４０】図２５〜図３１のノズル製造方法を応用し
て、傾斜面と垂直面と傾斜面とを順に有するノズルを製
造する場合の工程を示す断面図。
て、傾斜面と垂直面と傾斜面とを順に有するノズルを製
造する場合の工程を示す断面図。
【図４１】図２５〜図３１のノズル製造方法を応用し
て、傾斜面と垂直面と傾斜面とを順に有するノズルを製
造する場合の工程を示す断面図。
て、傾斜面と垂直面と傾斜面とを順に有するノズルを製
造する場合の工程を示す断面図。
【図４２】垂直面と傾斜面とを有するノズルを製造する
場合の工程を示す断面図。
場合の工程を示す断面図。
【図４３】垂直面と傾斜面とを有するノズルを製造する
場合の工程を示す断面図。
場合の工程を示す断面図。
【図４４】垂直面と傾斜面とを有するノズルを製造する
場合の工程を示す断面図。
場合の工程を示す断面図。
【図４５】垂直面と傾斜面とを有するノズルを製造する
場合の工程を示す断面図。
場合の工程を示す断面図。
【図４６】垂直面と傾斜面とを有するノズルを製造する
場合の工程を示す断面図。
場合の工程を示す断面図。
【図４７】垂直面と傾斜面とを有するノズルを製造する
場合の工程を示す断面図。
場合の工程を示す断面図。
【図４８】垂直面と傾斜面とを有するノズルを製造する
場合の工程を示す断面図。
場合の工程を示す断面図。
【図４９】垂直面と傾斜面とを有するノズルを製造する
場合の工程を示す断面図。
場合の工程を示す断面図。
【図５０】垂直面と傾斜面とを有するノズルを製造する
場合の工程を示す断面図。
場合の工程を示す断面図。
【図５１】垂直面と傾斜面とを有するノズルを製造する
場合の工程を示す断面図。
場合の工程を示す断面図。
【図５２】垂直面と傾斜面とを有するノズルを製造する
場合の工程を示す断面図。
場合の工程を示す断面図。
【図５３】結晶方向が相違する接合基板で、ダイヤフラ
ムを製造する場合の工程を示す断面図。
ムを製造する場合の工程を示す断面図。
【図５４】結晶方向が相違し、エピタキシャル層が介在
した接合基板で、不純物濃度差を利用して、ダイヤフラ
ムを製造する場合の工程を示す断面図。
した接合基板で、不純物濃度差を利用して、ダイヤフラ
ムを製造する場合の工程を示す断面図。
６０１，７０１，７１０，８０１，８０２，８１４，９
０１，９０２，１００１，１００２，１００５，１１０
１，１１０２，１２０１，１２０２，１２０４，１３０
１，１３０２，１４０１，１４０３…基板 ６０２，６０３…光分割器 ６０４…柱構造 ７０２，８０４，９０４，１００６，１１０３，１３０
３，１４０４…エッチング保護マスク ７０６，８１１…光反射層 ７０８，８１３…蒸着層 ８０９，９０６，１３０６，１４０７…エッチングホー
ル ９０９，１０１４，１２０５…ノズル １４０２…ｐ- エピタキシャル層
０１，９０２，１００１，１００２，１００５，１１０
１，１１０２，１２０１，１２０２，１２０４，１３０
１，１３０２，１４０１，１４０３…基板 ６０２，６０３…光分割器 ６０４…柱構造 ７０２，８０４，９０４，１００６，１１０３，１３０
３，１４０４…エッチング保護マスク ７０６，８１１…光反射層 ７０８，８１３…蒸着層 ８０９，９０６，１３０６，１４０７…エッチングホー
ル ９０９，１０１４，１２０５…ノズル １４０２…ｐ- エピタキシャル層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｈ０１Ｌ 29/84 Ｂ 8932−4Ｍ (72)発明者 姜 相元 大韓民国大田直轄市儒城区魚隱洞ハンビッ トアパート133−1506
Claims (20)
- 【請求項１】 基板にエッチング保護マスクを形成し、
エッチング窓を設けて、異方性エッチング溶液で上記基
板をエッチングし、特定形態のエッチングホールを形成
する第１工程と；上記エッチングホール上に、反射率向
上のための光反射層を形成し、基板接合のため蒸着層を
形成した後、蒸着層の表面を平坦にする第２工程と；平
坦にされた蒸着層に基板を接合した後、初めにエッチン
グされた基板を除去して、複数個の光反射面を有する光
分割器を製作する第３工程を含むことを特徴とする異方
性エッチングと基板接合による微細構造製造方法。 - 【請求項２】 請求項１において、 上記光反射面の個数、および、光反射面と基板とが形成
する角度は、用いられるエッチング溶液と基板の結晶方
向に従って決定されるようにしたことを特徴とする異方
性エッチングと基板接合による微細構造製造方法。 - 【請求項３】 請求項１において、 エッチングされる基板は、＜４１０＞基板を用いて、ピ
ラミッド形の光分割器を製作するようにしたことを特徴
とする異方性エッチングと基板接合による微細構造製造
方法。 - 【請求項４】 請求項１において、 上記蒸着層は、多結晶硅素や酸化膜であることを特徴と
する異方性エッチングと基板接合による微細構造製造方
法。 - 【請求項５】 請求項３において、 上記＜４１０＞基板を除去する工程では、接合基板を＜
１１１＞基板として用い、エッチング保護膜無しに異方
性エッチングして、＜４１０＞基板が、＜１１１＞接合
基板より速くエッチングされるようにする方法を用いる
ようにしたことを特徴とする異方性エッチングと基板接
合による微細構造製造方法。 - 【請求項６】 請求項３において、 上記＜４１０＞基板を除去する工程では、＜４１０＞基
板をｐ+ 基板に、接合基板を低濃度のｐ- 基板に構成し
て、フッ酸と硝酸と酢酸とを１：３：８の割合で混合し
た溶液でエッチングする方法を用いるようにしたことを
特徴とする異方性エッチングと基板接合による微細構造
製造方法。 - 【請求項７】 請求項１において、 基板を異方性エッチングする上記第１工程を始める前
に、結晶方向が相違する二つの基板を接合して、異方性
エッチング基板として用いるようにする第４工程をさら
に行なうようにしたことを特徴とする異方性エッチング
と基板接合による微細構造製造方法。 - 【請求項８】 請求項７において、 ＜１１０＞基板と＜４１０＞基板とを接合した後、＜１
１０＞基板の表面にエッチング保護マスクを形成して異
方性エッチング基板として用い、＜１１０＞基板のエッ
チング完了後の底面を＜４１０＞基板をエッチングする
時のエッチング窓として用いて、四角柱上にピラミッド
構造が位置した光分割器を製作するようにしたことを特
徴とする異方性エッチングと基板接合による微細構造製
造方法。 - 【請求項９】 請求項８において、 上記四角柱の高さを変更するために、＜１１０＞基板の
厚さを変化させて、光反射面と基板との距離を変更させ
るようにしたことを特徴とする異方性エッチングと基板
接合による微細構造製造方法。 - 【請求項１０】 結晶方向が相違する二つの基板を接合
して、接合した基板を薄膜化する第１工程と；薄膜化さ
れていない基板の一面に、エッチング保護マスクを形成
して、エッチング窓を設け、接合された基板が、互いに
異なるエッチングホールを形成するように異方性エッチ
ングして、多様な構成のノズルを製作するようにする第
２工程を含むことを特徴とする異方性エッチングと基板
接合による微細構造製造方法。 - 【請求項１１】 請求項１０において、 上記ノズルの大きさは、エッチング窓、及び、エッチン
グされる基板の厚さにより決定されるようにしたことを
特徴とする異方性エッチングと基板接合による微細構造
製造方法。 - 【請求項１２】 請求項１０において、 上記接合基板は、＜１００＞基板と＜１１０＞基板とを
用いて、薄膜化されていない＜１００＞基板にのみエッ
チング窓を設け、エッチングが完了された後の＜１００
＞基板の底面を、＜１１０＞基板のエッチング窓として
用いて、傾斜面と垂直面とを有する形態のノズルを製作
するようにしたことを特徴とする異方性エッチングと基
板接合による微細構造製造方法。 - 【請求項１３】 請求項１０において、 上記接合基板は、＜１１０＞基板と＜１００＞基板とを
用いて、薄膜化されていない＜１１０＞基板にのみエッ
チング窓を設け、エッチングが完了された後の＜１１０
＞基板の底面を、＜１００＞基板のエッチング窓として
用いて、垂直面と傾斜面とを有する形態のノズルを製作
するようにしたことを特徴とする異方性エッチングと基
板接合による微細構造製造方法。 - 【請求項１４】 請求項１０において、 異種基板を接合して薄膜化する第１工程を終えた後に、
薄膜化された基板の表面を研磨して、この基板に結晶方
向が相違する基板を再び接合して、接合した基板を薄膜
化する第３工程をさらに行なった後、第２工程を行なう
ようにしたことを特徴とする異方性エッチングと基板接
合による微細構造製造方法。 - 【請求項１５】 請求項１４において、 上記接合基板は、結晶方向が＜１００＞，＜１１０＞，
＜１００＞である三つの基板を用い、薄膜化されていな
い＜１００＞基板にのみエッチング窓を設けて、エッチ
ングが終わった基板の底面を、他の基板のエッチング窓
として用いて、傾斜面と垂直面と傾斜面とを順に有する
形態のノズルを製作するようにしたことを特徴とする異
方性エッチングと基板接合による微細構造製造方法。 - 【請求項１６】 請求項１４において、 上記接合基板は、結晶方向が＜１１０＞，＜１００＞，
＜１１０＞である三つの基板を用い、薄膜化されていな
い＜１１０＞基板にのみエッチング窓を設けて、エッチ
ングが終わった基板の底面を、他の基板のエッチング窓
として用いて、垂直面と傾斜面と垂直面とを順に有する
形態のノズルを製作するようにしたことを特徴とする異
方性エッチングと基板接合による微細構造製造方法。 - 【請求項１７】 結晶方向や不純物の濃度が相違する二
つの基板を接合して、接合した基板を薄膜化するか、ま
たは、所定濃度の基板を除去する第１工程と；薄膜化さ
れていない基板の一面に、エッチング保護マスクを形成
してエッチング窓を設け、一つの基板のみを異方性エッ
チングして、均一な厚さと広い面積のダイヤフラムを製
作するようにする第２工程を含むことを特徴とする異方
性エッチングと基板接合による微細構造製造方法。 - 【請求項１８】 請求項１７において、 上記接合基板は、＜１１１＞基板と＜１００＞基板とを
用いて、＜１００＞基板がエッチングされた後、＜１１
１＞基板が露出されるとエッチングが自動的に中止され
るようにしたことを特徴とする異方性エッチングと基板
接合による微細構造製造方法。 - 【請求項１９】 請求項１７において、 上記接合基板は、ｐ- エピタキシャル層が成長されたｐ
+ の＜１１１＞基板と、ｐ- の＜１００＞基板とを、ｐ
- エピタキシャル層を介して、接合して製作し、フッ酸
と硝酸と酢酸との混合溶液によって、不純物の濃度差を
利用して、ｐ+基板のみを除去して、ｐ- の＜１００＞
基板のみを異方性エッチングするようにしたことを特徴
とする異方性エッチングと基板接合による微細構造製造
方法。 - 【請求項２０】結晶方向が相違する二つの基板を接合す
る第１工程と、 接合した基板の一面に、エッチング保護マスクを形成し
て、エッチング窓を設け、一方の前記基板のみをエッチ
ングし、エッチングホ−ルを形成する第２工程と、 第２工程で形成したエッチングホ−ルをエッチング窓と
して、他方の前記基板をエッチングする第３工程とを有
することを特徴とする微細構造製造方法。
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019930027344A KR970011528B1 (ko) | 1993-12-11 | 1993-12-11 | 이방성 식각과 기판접합에 의한 광분할기 및 제작방법 |
| KR93028480A KR970009972B1 (en) | 1993-12-18 | 1993-12-18 | Method of manufacturing a ink-jet nozzle using anisotrophic etching and hetero substrate attaching thchniqu |
| KR93028479A KR970009971B1 (en) | 1993-12-18 | 1993-12-18 | Method of manufacturing a diaphragm using substrate attaching technique |
| KR93-27344 | 1993-12-18 | ||
| KR93-28480 | 1993-12-18 | ||
| KR93-28479 | 1993-12-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07201806A true JPH07201806A (ja) | 1995-08-04 |
| JP2580497B2 JP2580497B2 (ja) | 1997-02-12 |
Family
ID=27349034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6291821A Expired - Fee Related JP2580497B2 (ja) | 1993-12-11 | 1994-11-25 | 異方性エッチングと基板接合による微細構造製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5589083A (ja) |
| JP (1) | JP2580497B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5980762A (en) * | 1996-09-02 | 1999-11-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of micromachining a semiconductor |
| US7568785B2 (en) | 2003-06-27 | 2009-08-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Nozzle plate and method of manufacturing the same |
| US8685763B2 (en) | 2012-03-14 | 2014-04-01 | Fujifilm Corporation | Method of manufacturing nozzle plate |
| JP2018069685A (ja) * | 2016-11-02 | 2018-05-10 | ローム株式会社 | ノズル基板、インクジェットプリントヘッドおよびノズル基板の製造方法 |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5804314A (en) * | 1994-03-22 | 1998-09-08 | Hewlett-Packard Company | Silicon microstructures and process for their fabrication |
| US6068780A (en) * | 1995-06-05 | 2000-05-30 | The Regents Of The University Of California | Micro-miniature gas chromatograph column disposed in silicon wafers |
| JP4667544B2 (ja) * | 1997-04-17 | 2011-04-13 | キネティック リミテッド | エッチング方法 |
| US6114221A (en) * | 1998-03-16 | 2000-09-05 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for interconnecting multiple circuit chips |
| US6379989B1 (en) * | 1998-12-23 | 2002-04-30 | Xerox Corporation | Process for manufacture of microoptomechanical structures |
| US6406636B1 (en) * | 1999-06-02 | 2002-06-18 | Megasense, Inc. | Methods for wafer to wafer bonding using microstructures |
| US6506620B1 (en) | 2000-11-27 | 2003-01-14 | Microscan Systems Incorporated | Process for manufacturing micromechanical and microoptomechanical structures with backside metalization |
| US6479311B1 (en) | 2000-11-27 | 2002-11-12 | Microscan Systems, Inc. | Process for manufacturing micromechanical and microoptomechanical structures with pre-applied patterning |
| US6479315B1 (en) | 2000-11-27 | 2002-11-12 | Microscan Systems, Inc. | Process for manufacturing micromechanical and microoptomechanical structures with single crystal silicon exposure step |
| US20040240034A1 (en) * | 2001-11-30 | 2004-12-02 | Scharf Bruce R. | Diffraction compensation using a patterned reflector |
| US7040016B2 (en) * | 2003-10-22 | 2006-05-09 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method of fabricating a mandrel for electroformation of an orifice plate |
| US20060276008A1 (en) * | 2005-06-02 | 2006-12-07 | Vesa-Pekka Lempinen | Thinning |
| KR20080005854A (ko) * | 2006-07-10 | 2008-01-15 | 야마하 가부시키가이샤 | 압력 센서 및 그의 제조 방법 |
| GB2451909B (en) * | 2007-08-17 | 2012-07-11 | Wolfson Microelectronics Plc | Mems process and device |
| KR101563684B1 (ko) | 2008-11-10 | 2015-10-28 | 삼성전자주식회사 | 임프린트용 마스터 및 그 제조 방법 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3332137A (en) * | 1964-09-28 | 1967-07-25 | Rca Corp | Method of isolating chips of a wafer of semiconductor material |
| US3844858A (en) * | 1968-12-31 | 1974-10-29 | Texas Instruments Inc | Process for controlling the thickness of a thin layer of semiconductor material and semiconductor substrate |
| US3783218A (en) * | 1972-01-12 | 1974-01-01 | Gen Electric | Electrostatic bonding process |
| JPS5244173A (en) * | 1975-10-06 | 1977-04-06 | Hitachi Ltd | Method of flat etching of silicon substrate |
| DE3583183D1 (de) * | 1984-05-09 | 1991-07-18 | Toshiba Kawasaki Kk | Verfahren zur herstellung eines halbleitersubstrates. |
| US5017263A (en) * | 1988-12-23 | 1991-05-21 | At&T Bell Laboratories | Optoelectronic device package method |
-
1994
- 1994-11-22 US US08/346,205 patent/US5589083A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-11-25 JP JP6291821A patent/JP2580497B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5980762A (en) * | 1996-09-02 | 1999-11-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of micromachining a semiconductor |
| US7568785B2 (en) | 2003-06-27 | 2009-08-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Nozzle plate and method of manufacturing the same |
| US8685763B2 (en) | 2012-03-14 | 2014-04-01 | Fujifilm Corporation | Method of manufacturing nozzle plate |
| JP2018069685A (ja) * | 2016-11-02 | 2018-05-10 | ローム株式会社 | ノズル基板、インクジェットプリントヘッドおよびノズル基板の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5589083A (en) | 1996-12-31 |
| JP2580497B2 (ja) | 1997-02-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH07201806A (ja) | 異方性エッチングと基板接合による微細構造製造方法 | |
| US5286671A (en) | Fusion bonding technique for use in fabricating semiconductor devices | |
| US5236118A (en) | Aligned wafer bonding | |
| US6629465B1 (en) | Miniature gauge pressure sensor using silicon fusion bonding and back etching | |
| USRE44356E1 (en) | Tunable-wavelength optical filter and method of manufacturing the same | |
| US5725729A (en) | Process for micromechanical fabrication | |
| US4524127A (en) | Method of fabricating a silicon lens array | |
| JPH07117614B2 (ja) | タンデム溝を有した素子の製造方法 | |
| JPH0682661A (ja) | 自動整合光部品 | |
| US5946549A (en) | Method for manufacturing sensor using semiconductor | |
| US5244830A (en) | Method for manufacturing a semiconductor substrate having a compound semiconductor layer on a single-crystal silicon wafer | |
| JPS62283678A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH07183477A (ja) | 半導体基板の製造方法 | |
| JPH10178183A (ja) | 半導体慣性センサ及びその製造方法 | |
| JP3399164B2 (ja) | 加速度センサ及びその製造方法 | |
| JP2857456B2 (ja) | 半導体膜の製造方法 | |
| JPH06221945A (ja) | 半導体圧力センサおよびその製造方法 | |
| JPH11135393A (ja) | 基板貼合せ時における位置合せ方法 | |
| JP2556122B2 (ja) | 光学開口の製造方法 | |
| JPH06163941A (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JPH03284871A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JP2001066208A (ja) | 半導体圧力測定装置とその製造方法 | |
| JPH0894398A (ja) | シリコンマイクロセンサ | |
| KR970011528B1 (ko) | 이방성 식각과 기판접합에 의한 광분할기 및 제작방법 | |
| JPH06318713A (ja) | 薄膜構造の製造方法及び薄膜構造 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960820 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071121 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081121 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091121 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101121 Year of fee payment: 14 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313114 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101121 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111121 Year of fee payment: 15 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121121 Year of fee payment: 16 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121121 Year of fee payment: 16 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131121 Year of fee payment: 17 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |