JPH0778806A - ドライエッチング方法 - Google Patents
ドライエッチング方法Info
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- JPH0778806A JPH0778806A JP22267993A JP22267993A JPH0778806A JP H0778806 A JPH0778806 A JP H0778806A JP 22267993 A JP22267993 A JP 22267993A JP 22267993 A JP22267993 A JP 22267993A JP H0778806 A JPH0778806 A JP H0778806A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】陽極結合方式の平行平板型ドライエッチング装
置を用い、シリコン酸化膜でマスクを形成してシリコン
基体に凹部を形成すると、サイドエッチは少ないが、シ
リコン酸化膜のシリコンに対するドライエッチングの選
択比が小さいため、アスペクト比の高い深溝が形成でき
ない問題を解決する。 【構成】マスクのシリコン酸化膜の厚さを1.５μｍ以上
と厚くすることにより、深溝の形成が可能になる。さら
に両面からのドライエッチングにより長い貫通孔を形成
できる。この場合、一面から形成の凹部の形状にばらつ
きがあると、一部の貫通孔の内面が崩れるおそれがある
が、一面から形成した凹部内面にシリコン酸化膜を被着
させておけば、それがエッチングストップ層となり、崩
れが防止できる。
置を用い、シリコン酸化膜でマスクを形成してシリコン
基体に凹部を形成すると、サイドエッチは少ないが、シ
リコン酸化膜のシリコンに対するドライエッチングの選
択比が小さいため、アスペクト比の高い深溝が形成でき
ない問題を解決する。 【構成】マスクのシリコン酸化膜の厚さを1.５μｍ以上
と厚くすることにより、深溝の形成が可能になる。さら
に両面からのドライエッチングにより長い貫通孔を形成
できる。この場合、一面から形成の凹部の形状にばらつ
きがあると、一部の貫通孔の内面が崩れるおそれがある
が、一面から形成した凹部内面にシリコン酸化膜を被着
させておけば、それがエッチングストップ層となり、崩
れが防止できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、単結晶シリコン基体の
一主面から主面に垂直な側壁をもつ深い凹部ないし貫通
孔を形成するためのドライエッチング方法に関する。
一主面から主面に垂直な側壁をもつ深い凹部ないし貫通
孔を形成するためのドライエッチング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】シリコン基体に精度よく深溝を形成する
加工方法には、酸及びアルカリ溶液を用いるウェットエ
ッチングと、ハロゲン系の反応性ガスを用いるドライエ
ッチングが一般的である。ウェットエッチング方法は、
例えば図２(a) に示すように、シリコン基板１にシリコ
ン酸化膜２およびシリコン窒化膜３からなるマスクを被
加工部が露出されるように開口部４を設けて被着させ、
図２(b) に示すように弗酸でシリコン基板１の被加工部
をエッチングして、凹部５を形成するものである。ある
いは、例えば図３(a) に示すように、シリコン基板１に
シリコン窒化膜３からなるマスクを被加工部４が露出さ
れるように被着させ、図３(b) に示すようにＫＯＨのよ
うなアルカリ溶液で前記シリコン基体の被加工部をウェ
ットエッチングして凹部５を形成するものである。
加工方法には、酸及びアルカリ溶液を用いるウェットエ
ッチングと、ハロゲン系の反応性ガスを用いるドライエ
ッチングが一般的である。ウェットエッチング方法は、
例えば図２(a) に示すように、シリコン基板１にシリコ
ン酸化膜２およびシリコン窒化膜３からなるマスクを被
加工部が露出されるように開口部４を設けて被着させ、
図２(b) に示すように弗酸でシリコン基板１の被加工部
をエッチングして、凹部５を形成するものである。ある
いは、例えば図３(a) に示すように、シリコン基板１に
シリコン窒化膜３からなるマスクを被加工部４が露出さ
れるように被着させ、図３(b) に示すようにＫＯＨのよ
うなアルカリ溶液で前記シリコン基体の被加工部をウェ
ットエッチングして凹部５を形成するものである。
【０００３】一方、ドライエッチング方法は、例えば図
４(a) に示すようにシリコン基板１にアルミニウム薄膜
６からなるマスクを前者と同様に被着させ、平行平板型
ドライエッチング装置により図４(b) のような凹部５を
形成するものである。あるいは、図５(a) に示すよう
に、シリコン基板１にシリコン酸化膜２からなるマスク
を同様に被着させ、ドライエッチングにより図５(b) に
示すような凹部５を形成するものである。
４(a) に示すようにシリコン基板１にアルミニウム薄膜
６からなるマスクを前者と同様に被着させ、平行平板型
ドライエッチング装置により図４(b) のような凹部５を
形成するものである。あるいは、図５(a) に示すよう
に、シリコン基板１にシリコン酸化膜２からなるマスク
を同様に被着させ、ドライエッチングにより図５(b) に
示すような凹部５を形成するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ウェットエッ
チングによりシリコン基体に凹部を形成する場合、弗酸
系溶液を用いるとエッチングが等方的に進行するので凹
部の形状に丸みを帯びるため、深溝のように基板面に垂
直な側壁をもつ凹部は得られない。一方、アルカリ系溶
液を用いると、凹部側壁はシリコン基体の面方位に応じ
て垂直に形成できるが、エッチングが面方位に依存する
ため、任意の面方位をもつシリコン基体に任意の形状の
深溝を形成することが困難である。また、シリコン基板
の面方位が限定されるため、設計上で限定条件が多くな
るという欠点がある。さらに、シリコン基体にマスクを
被着させる際、被着できるマスク厚さにはある程度限り
があるため形成できる凹部深さには限界がある。その
上、シリコン基板内に数百の凹部を同時に形成するとき
など、形成される凹部の深さがシリコン基体内でばらつ
くことがあり歩留まりが低下する場合もある。そのほ
か、酸及びアルカリを用いるので作業性が非常に悪いこ
とや、量産時にはエッチング液の状態の維持管理に注意
が必要なことなどの問題点もある。また、ドライエッチ
ングによりシリコン基体に凹部を形成する場合、陰極結
合方式の平行平板型の装置を用いるリアクティブイオン
エッチング (ＲＩＥ) では、イオンのアシスト効果によ
りエッチングが深さ方向、すなわち基板面に垂直方向に
進行するため、シリコン基体に精度よく深溝のような凹
部が形成できる。ところが、形成可能な凹部深さは20μ
ｍがほぼ限界であり数百μｍの加工は不可能である。
チングによりシリコン基体に凹部を形成する場合、弗酸
系溶液を用いるとエッチングが等方的に進行するので凹
部の形状に丸みを帯びるため、深溝のように基板面に垂
直な側壁をもつ凹部は得られない。一方、アルカリ系溶
液を用いると、凹部側壁はシリコン基体の面方位に応じ
て垂直に形成できるが、エッチングが面方位に依存する
ため、任意の面方位をもつシリコン基体に任意の形状の
深溝を形成することが困難である。また、シリコン基板
の面方位が限定されるため、設計上で限定条件が多くな
るという欠点がある。さらに、シリコン基体にマスクを
被着させる際、被着できるマスク厚さにはある程度限り
があるため形成できる凹部深さには限界がある。その
上、シリコン基板内に数百の凹部を同時に形成するとき
など、形成される凹部の深さがシリコン基体内でばらつ
くことがあり歩留まりが低下する場合もある。そのほ
か、酸及びアルカリを用いるので作業性が非常に悪いこ
とや、量産時にはエッチング液の状態の維持管理に注意
が必要なことなどの問題点もある。また、ドライエッチ
ングによりシリコン基体に凹部を形成する場合、陰極結
合方式の平行平板型の装置を用いるリアクティブイオン
エッチング (ＲＩＥ) では、イオンのアシスト効果によ
りエッチングが深さ方向、すなわち基板面に垂直方向に
進行するため、シリコン基体に精度よく深溝のような凹
部が形成できる。ところが、形成可能な凹部深さは20μ
ｍがほぼ限界であり数百μｍの加工は不可能である。
【０００５】これに対し、本出願人の特許出願に係る特
開平２−275626号公報に記載されているように、シリコ
ン酸化膜をマスク材料に用い、反応ガスに六弗化硫黄ガ
ス (以下ＳＦ6 と記す) と酸素ガス (以下Ｏ2 と記す)
との混合ガスを用い、陽極結合方式の平行平板型ドライ
エッチング装置にてエッチングする場合には、エッチン
グ速度が陰極結合方式にくらべて25倍も速く、また凹部
加工面に与えるダメージが少ない。しかし、シリコン酸
化膜をマスク材料として用いる場合、選択比が小さいた
めアスペクト比が１以下の広い凹部より形成できなかっ
た。
開平２−275626号公報に記載されているように、シリコ
ン酸化膜をマスク材料に用い、反応ガスに六弗化硫黄ガ
ス (以下ＳＦ6 と記す) と酸素ガス (以下Ｏ2 と記す)
との混合ガスを用い、陽極結合方式の平行平板型ドライ
エッチング装置にてエッチングする場合には、エッチン
グ速度が陰極結合方式にくらべて25倍も速く、また凹部
加工面に与えるダメージが少ない。しかし、シリコン酸
化膜をマスク材料として用いる場合、選択比が小さいた
めアスペクト比が１以下の広い凹部より形成できなかっ
た。
【０００６】本発明の目的は、上述の欠点を除去し、シ
リコン基板上のマスクの材料としてシリコン酸化膜を用
い、反応ガスとしてＳＦ6 ＋Ｏ2 を用い、陽極結合方式
のドライエッチング装置によりアスペクト比の大きい基
板面に垂直な凹部を形成することのできるドライエッチ
ング方法を提供することにある。
リコン基板上のマスクの材料としてシリコン酸化膜を用
い、反応ガスとしてＳＦ6 ＋Ｏ2 を用い、陽極結合方式
のドライエッチング装置によりアスペクト比の大きい基
板面に垂直な凹部を形成することのできるドライエッチ
ング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】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、シリコン酸化膜からなり、凹部を形成
する個所に開口部を有するマスクを表面に被着させ、陽
極結合方式の平行平板型ドライエッチング装置に反応ガ
スとしてＳＦ6 とＯ2 との混合ガスを用いてエッチング
して単結晶シリコン基体に凹部を形成するドライエッチ
ング方法において、マスクのシリコン酸化膜の厚さが1.
５μｍ以上であるものとする。その場合、ドライエッチ
ング装置の高周波印加電力が両電極の対向面積に対して
0.３〜1.５Ｗ／cm2 、反応ガス中のＯ2 の混合比が３〜
30％、反応ガスの総流量が12〜80ccm 、反応室内の圧力
が15〜60Paの範囲にそれぞれあることが目的に叶ってい
る。両面の対向する位置に開口部を有するマスクを被着
させ、両面からエッチングして単結晶シリコン基体に貫
通孔を形成することも有効である。あるいは一面からエ
ッチングして凹部を形成したのち、凹部内面にシリコン
酸化膜を被着させ、次いで他面からエッチングして貫通
孔を形成することも良い方法である。これらの両面から
のエッチングにより、両面からの凹部の中間にシリコン
あるいはシリコン酸化膜からなるダイヤフラムを残存さ
せることも有効である。
めに、本発明は、シリコン酸化膜からなり、凹部を形成
する個所に開口部を有するマスクを表面に被着させ、陽
極結合方式の平行平板型ドライエッチング装置に反応ガ
スとしてＳＦ6 とＯ2 との混合ガスを用いてエッチング
して単結晶シリコン基体に凹部を形成するドライエッチ
ング方法において、マスクのシリコン酸化膜の厚さが1.
５μｍ以上であるものとする。その場合、ドライエッチ
ング装置の高周波印加電力が両電極の対向面積に対して
0.３〜1.５Ｗ／cm2 、反応ガス中のＯ2 の混合比が３〜
30％、反応ガスの総流量が12〜80ccm 、反応室内の圧力
が15〜60Paの範囲にそれぞれあることが目的に叶ってい
る。両面の対向する位置に開口部を有するマスクを被着
させ、両面からエッチングして単結晶シリコン基体に貫
通孔を形成することも有効である。あるいは一面からエ
ッチングして凹部を形成したのち、凹部内面にシリコン
酸化膜を被着させ、次いで他面からエッチングして貫通
孔を形成することも良い方法である。これらの両面から
のエッチングにより、両面からの凹部の中間にシリコン
あるいはシリコン酸化膜からなるダイヤフラムを残存さ
せることも有効である。
【０００８】
【作用】ドライエッチングに対するシリコンとの選択比
が小さいシリコン酸化物をマスクに用いてアスペクト比
の大きい凹部を形成するために深いエッチングを行うに
は、シリコン酸化膜の厚い方が有利である。そこで前記
公報に公知の１μｍの厚さより厚い1.５μｍ以上の厚さ
のシリコン酸化膜を形成する。また、前記公報に記載さ
れているように、反応ガス中のＳＦ6 とＯ2 がプラズマ
中で解離してＦラジカルとＯラジカルが生成され、その
Ｏラジカルが基板面のSi原子と反応し、瞬間的な中間生
成物としてSiＯが生成される。このSiＯがSiＯ2 マスク
の開口部で形成される凹部の側壁に効率良く堆積してマ
スキング効果をもたらすのでサイドエッチが防止され
る。一方、深さ方向は、基板付近に存在する小さな電位
勾配によるアシスト効果により、SiＯのマスキング効果
が阻止されてエッチング反応が進行しやすいと考えられ
る。反応ガス中のＯ2 混合比を前記公報記載の範囲より
低い３〜30％とし、その代わりに反応ガスの総流量を前
記公報の８〜12ccm より高い12〜80ccm とすることによ
り高周波印加電力密度の広い範囲で、マスキング効果と
その阻止効果の均衡がとれ、表面に垂直な側壁をもつ深
い凹部の加工が可能になる。
が小さいシリコン酸化物をマスクに用いてアスペクト比
の大きい凹部を形成するために深いエッチングを行うに
は、シリコン酸化膜の厚い方が有利である。そこで前記
公報に公知の１μｍの厚さより厚い1.５μｍ以上の厚さ
のシリコン酸化膜を形成する。また、前記公報に記載さ
れているように、反応ガス中のＳＦ6 とＯ2 がプラズマ
中で解離してＦラジカルとＯラジカルが生成され、その
Ｏラジカルが基板面のSi原子と反応し、瞬間的な中間生
成物としてSiＯが生成される。このSiＯがSiＯ2 マスク
の開口部で形成される凹部の側壁に効率良く堆積してマ
スキング効果をもたらすのでサイドエッチが防止され
る。一方、深さ方向は、基板付近に存在する小さな電位
勾配によるアシスト効果により、SiＯのマスキング効果
が阻止されてエッチング反応が進行しやすいと考えられ
る。反応ガス中のＯ2 混合比を前記公報記載の範囲より
低い３〜30％とし、その代わりに反応ガスの総流量を前
記公報の８〜12ccm より高い12〜80ccm とすることによ
り高周波印加電力密度の広い範囲で、マスキング効果と
その阻止効果の均衡がとれ、表面に垂直な側壁をもつ深
い凹部の加工が可能になる。
【０００９】
【実施例】以下、図を引用して本発明のいくつかの実施
例について説明する。図１(a) 、(b) に示した実施例で
は、まず、厚さ500 μｍのシリコン基板１の一方の面に
熱酸化により厚さ２μｍのシリコン酸化膜２を形成し、
シリコン基板１の表面が被加工部で露出するように酸化
膜を弗酸溶液等で除去して開口部４を形成した〔図１
(a) 〕。つぎに、図６に示すような陽極結合方式の平行
平板型ドライエッチング装置を用いてエッチングを行っ
た。この装置は、本出願人の特許出願に係る特開平２−
280324号公報に記載されているもので、反応室11内にス
テージを兼ねる下部電極12と５〜100mm の範囲にある距
離離れて上部電極13とが対向している。反応室の底板14
の周辺部に分散して設けられた排気管15が底板と平行に
下部電極12の中心に向かって開口している。上部電極13
にはマッチングチューナ16を介して高周波電源17が接続
されている。反応室の頂部18と上部電極の接続体19との
間隙20が反応ガス21の導入口となる。このような陽極結
合方式の平行平板型ドライエッチング装置の反応室内の
下部電極ステージ上に、まず前記シリコン基板１を置
き、反応室内に酸素ガス混合比を３〜30％範囲で混合さ
せたＳＦ6 とＯ2 との混合ガス21を総流量12〜80ccm の
範囲で流入させ、反応室11の圧力を15〜60Paに保持し、
下部電極12と対向した上部電極13との間に対向面積当た
り0.３〜1.５Ｗ／cm2 の高周波電力を印加して、マスク
開口部４で露出しているシリコンとプラズマ22内に存在
するラジカルや反応ガスイオンとの間に物理化学的反応
等を起こさせることで被加工部のシリコンを除去し、シ
リコン基板１に幅50μｍ、深さ250 μｍ、アスペクト比
５の垂直な側壁をもつ深溝５を形成 (深掘り加工) した
〔図１(b) 〕。
例について説明する。図１(a) 、(b) に示した実施例で
は、まず、厚さ500 μｍのシリコン基板１の一方の面に
熱酸化により厚さ２μｍのシリコン酸化膜２を形成し、
シリコン基板１の表面が被加工部で露出するように酸化
膜を弗酸溶液等で除去して開口部４を形成した〔図１
(a) 〕。つぎに、図６に示すような陽極結合方式の平行
平板型ドライエッチング装置を用いてエッチングを行っ
た。この装置は、本出願人の特許出願に係る特開平２−
280324号公報に記載されているもので、反応室11内にス
テージを兼ねる下部電極12と５〜100mm の範囲にある距
離離れて上部電極13とが対向している。反応室の底板14
の周辺部に分散して設けられた排気管15が底板と平行に
下部電極12の中心に向かって開口している。上部電極13
にはマッチングチューナ16を介して高周波電源17が接続
されている。反応室の頂部18と上部電極の接続体19との
間隙20が反応ガス21の導入口となる。このような陽極結
合方式の平行平板型ドライエッチング装置の反応室内の
下部電極ステージ上に、まず前記シリコン基板１を置
き、反応室内に酸素ガス混合比を３〜30％範囲で混合さ
せたＳＦ6 とＯ2 との混合ガス21を総流量12〜80ccm の
範囲で流入させ、反応室11の圧力を15〜60Paに保持し、
下部電極12と対向した上部電極13との間に対向面積当た
り0.３〜1.５Ｗ／cm2 の高周波電力を印加して、マスク
開口部４で露出しているシリコンとプラズマ22内に存在
するラジカルや反応ガスイオンとの間に物理化学的反応
等を起こさせることで被加工部のシリコンを除去し、シ
リコン基板１に幅50μｍ、深さ250 μｍ、アスペクト比
５の垂直な側壁をもつ深溝５を形成 (深掘り加工) した
〔図１(b) 〕。
【００１０】図７(a) 〜(c) はシリコン基体に貫通孔を
加工する本発明の実施例を示す。まず、厚さ500 μｍの
シリコン基板１の両面に熱酸化により厚さ２μｍのシリ
コン酸化膜２を形成し、そのシリコン酸化膜２を、上下
のパターンの位置合わせを行いながら弗酸溶液等で除去
し、シリコン板１の両面を被加工部で露出させる開口部
４のパターンを形成した〔図７(a) 〕。こうして、図１
について述べた実施例と同様に、一面のマスク開口部４
をドライエッチングして幅50μｍ、深さ250 μｍの垂直
な側壁をもつ深溝51を形成した〔図７(b) 〕。つぎに、
シリコン基板１を裏返して、同様に他面のマスク開口部
４をドライエッチングし、幅50μｍ、長さ500 μｍの垂
直な側壁をもつ貫通孔７を形成した〔図７(c) 〕。この
実施例の場合、シリコン基板の両面から垂直な側壁をも
つ深溝を形成することで結果的に幅を拡げずに２倍の深
さの貫通孔が形成できるため、アスペクトが10程度に大
きい加工が要求される場合でも十分対応ができる。さら
に、一面加工後に他面から加工する際、加工を途中でス
トップさせれば、高アスペクト比の貫通孔中に任意の厚
さのダイヤフラムを形成することも可能である。ただ
し、この実施例の場合、被加工部のエッチング面積によ
っては、一面加工後に深溝の底面形状が異なる場合や図
７(b) の段階で深溝51の溝深さが均一にならないことが
ある。その結果、図７(c) の工程で他面からエッチング
すると、同時に貫通せず、先に貫通孔７が生じたところ
ではエッチングがさらにすすみ、貫通孔７の内面の形状
が崩れる事態が生ずる。次に示す実施例はその点を改善
したものである。
加工する本発明の実施例を示す。まず、厚さ500 μｍの
シリコン基板１の両面に熱酸化により厚さ２μｍのシリ
コン酸化膜２を形成し、そのシリコン酸化膜２を、上下
のパターンの位置合わせを行いながら弗酸溶液等で除去
し、シリコン板１の両面を被加工部で露出させる開口部
４のパターンを形成した〔図７(a) 〕。こうして、図１
について述べた実施例と同様に、一面のマスク開口部４
をドライエッチングして幅50μｍ、深さ250 μｍの垂直
な側壁をもつ深溝51を形成した〔図７(b) 〕。つぎに、
シリコン基板１を裏返して、同様に他面のマスク開口部
４をドライエッチングし、幅50μｍ、長さ500 μｍの垂
直な側壁をもつ貫通孔７を形成した〔図７(c) 〕。この
実施例の場合、シリコン基板の両面から垂直な側壁をも
つ深溝を形成することで結果的に幅を拡げずに２倍の深
さの貫通孔が形成できるため、アスペクトが10程度に大
きい加工が要求される場合でも十分対応ができる。さら
に、一面加工後に他面から加工する際、加工を途中でス
トップさせれば、高アスペクト比の貫通孔中に任意の厚
さのダイヤフラムを形成することも可能である。ただ
し、この実施例の場合、被加工部のエッチング面積によ
っては、一面加工後に深溝の底面形状が異なる場合や図
７(b) の段階で深溝51の溝深さが均一にならないことが
ある。その結果、図７(c) の工程で他面からエッチング
すると、同時に貫通せず、先に貫通孔７が生じたところ
ではエッチングがさらにすすみ、貫通孔７の内面の形状
が崩れる事態が生ずる。次に示す実施例はその点を改善
したものである。
【００１１】図８(a) 〜(d) に示した本発明の貫通孔を
加工する別の実施例では、まず、厚さ500 μｍのシリコ
ン基板１の両面に熱酸化により厚さ２μｍのシリコン酸
化膜２を形成し、そのシリコン酸化膜２を、上下のパタ
ーンの位置合わせを行いながら弗酸溶液で除去してシリ
コン基板１の表面を被加工部で露出させる開口部４をも
つマスクパターンを形成した〔図８(a) 〕。こうして、
図７について述べた実施例と同様に、一面の被加工部を
ドライエッチングして深さ250 μｍの垂直な側壁をもつ
深溝51を形成した〔図８(b) 〕。つぎに、深溝51の内面
上にＣＶＤにより厚さ１μｍのシリコン酸化膜８を形成
した〔図８(c) 〕。さらに、上記シリコン基板１を裏返
して、同様に他面のマスク開口部４をドライエッチング
して深さ500 μｍの垂直な側壁をもつ貫通孔７を形成し
た〔図８(d) 〕。この場合、各貫通孔７の部分でシリコ
ン酸化膜８がエッチングストップ層となり、それ以上エ
ッチングが進まないので内面の形状が崩れることはな
い。そして、残存したシリコン酸化膜８は、ドライエッ
チングをそのままあるいは条件を変えてつづけることに
より容易に除去することができる。もしくは、ウェット
エッチングを用いて除去してもよい。また、シリコン酸
化膜８の厚さを厚くして残存させておくことにより、高
アスペクト比の貫通孔中に任意の厚さのシリコン酸化膜
からなるダイヤフラムの形成も可能である。
加工する別の実施例では、まず、厚さ500 μｍのシリコ
ン基板１の両面に熱酸化により厚さ２μｍのシリコン酸
化膜２を形成し、そのシリコン酸化膜２を、上下のパタ
ーンの位置合わせを行いながら弗酸溶液で除去してシリ
コン基板１の表面を被加工部で露出させる開口部４をも
つマスクパターンを形成した〔図８(a) 〕。こうして、
図７について述べた実施例と同様に、一面の被加工部を
ドライエッチングして深さ250 μｍの垂直な側壁をもつ
深溝51を形成した〔図８(b) 〕。つぎに、深溝51の内面
上にＣＶＤにより厚さ１μｍのシリコン酸化膜８を形成
した〔図８(c) 〕。さらに、上記シリコン基板１を裏返
して、同様に他面のマスク開口部４をドライエッチング
して深さ500 μｍの垂直な側壁をもつ貫通孔７を形成し
た〔図８(d) 〕。この場合、各貫通孔７の部分でシリコ
ン酸化膜８がエッチングストップ層となり、それ以上エ
ッチングが進まないので内面の形状が崩れることはな
い。そして、残存したシリコン酸化膜８は、ドライエッ
チングをそのままあるいは条件を変えてつづけることに
より容易に除去することができる。もしくは、ウェット
エッチングを用いて除去してもよい。また、シリコン酸
化膜８の厚さを厚くして残存させておくことにより、高
アスペクト比の貫通孔中に任意の厚さのシリコン酸化膜
からなるダイヤフラムの形成も可能である。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、陽極結合方式のドライ
エッチング装置にて厚いシリコン酸化膜をマスクとする
ことによって深い加工を可能にすることにより、シリコ
ン基板、例えばアスペクト比５の深さ250 μｍの深い凹
部やアスペクト比10の500 μｍの貫通孔が高アスペクト
比に形成できる。また、シリコン酸化膜をエッチングス
トップ層として用いることにより、過度の加工を阻止し
てより高精度の加工も期待できる。さらに、シリコン基
板内で均一に、複数の凹部あるいは貫通孔が同時に形成
できるため高い生産性が確保される。そのほか、高アス
ペクト比の貫通孔中に任意の厚さのシリコンからなるダ
イヤフラムやシリコン酸化膜からなるダイヤフラムの形
成も可能である。
エッチング装置にて厚いシリコン酸化膜をマスクとする
ことによって深い加工を可能にすることにより、シリコ
ン基板、例えばアスペクト比５の深さ250 μｍの深い凹
部やアスペクト比10の500 μｍの貫通孔が高アスペクト
比に形成できる。また、シリコン酸化膜をエッチングス
トップ層として用いることにより、過度の加工を阻止し
てより高精度の加工も期待できる。さらに、シリコン基
板内で均一に、複数の凹部あるいは貫通孔が同時に形成
できるため高い生産性が確保される。そのほか、高アス
ペクト比の貫通孔中に任意の厚さのシリコンからなるダ
イヤフラムやシリコン酸化膜からなるダイヤフラムの形
成も可能である。
【００１３】それゆえ、本発明は複雑な形状をもつマイ
クロセンサや、マイクロスキャナなどのマイクロ機構部
品の加工技術やパワーデバイスなどの高耐圧が要求され
る素子分離技術に利用できる。
クロセンサや、マイクロスキャナなどのマイクロ機構部
品の加工技術やパワーデバイスなどの高耐圧が要求され
る素子分離技術に利用できる。
【図１】本発明の一実施例のドライエッチング工程を
(a) 、(b) の順に示す断面図
(a) 、(b) の順に示す断面図
【図２】従来のシリコン基体加工方法の一例を(a) 、
(b) の順に示す断面図
(b) の順に示す断面図
【図３】従来のシリコン基体加工方法の一例を(a) 、
(b) の順に示す断面図
(b) の順に示す断面図
【図４】従来のシリコン基体加工方法の一例を(a) 、
(b) の順に示す断面図
(b) の順に示す断面図
【図５】従来のシリコン基体加工方法の一例を(a) 、
(b) の順に示す断面図
(b) の順に示す断面図
【図６】本発明の実施例に用いたドライエッチング装置
の断面図
の断面図
【図７】本発明の別の実施例のドライエッチング工程を
(a) 、(b) 、(c) の順に示す断面図
(a) 、(b) 、(c) の順に示す断面図
【図８】本発明のさらに別の実施例のドライエッチング
工程を(a) から(d) の順に示す断面図
工程を(a) から(d) の順に示す断面図
１ シリコン基板 ２、８ シリコン酸化膜 ４ マスク開口部 ５、51 深溝 ７ 貫通孔
Claims (6)
- 【請求項１】シリコン酸化膜からなり、凹部を形成する
個所に開口部を有するマスクを表面に被着させ、陽極結
合方式の平行平板型ドライエッチング装置に反応ガスと
して六弗化硫黄ガスと酸素ガスとの混合ガスを用いてエ
ッチングして単結晶シリコン基体に凹部を形成するドラ
イエッチング方法において、マスクのシリコン酸化膜の
厚さが1.５μｍ以上であることを特徴とするドライエッ
チング方法。 - 【請求項２】ドライエッチング装置の高周波印加電力が
両電極の対向面積に対して0.３〜1.５Ｗ／cm2 、反応ガ
ス中の酸素ガスの混合比が３〜30％、反応ガスの総流量
が12〜80ccm 、反応室内の圧力が15〜60Paの範囲にそれ
ぞれある請求項１記載のドライエッチング方法。 - 【請求項３】両面の対向する位置に開口部を有するマス
クを被着させ、両面からエッチングして単結晶シリコン
基体に貫通孔を形成する請求項１あるいは２記載のドラ
イエッチング方法。 - 【請求項４】両面の対向する位置に開口部を有するマス
クを被着させ、両面からエッチングして両面からの凹部
の中間にシリコンからなるダイヤフラムを残存させる請
求項１あるいは２記載のドライエッチング方法。 - 【請求項５】両面の対向する位置に開口部を有するマス
クを被着させ、一面からエッチングして凹部を形成した
のち、凹部内面にシリコン酸化膜を被着させ、次いで他
面からエッチングして貫通孔を形成する請求項１あるい
は２記載のドライエッチング方法。 - 【請求項６】両面の対向する位置に開口部を有するマス
クを被着させ、一面からエッチングして凹部を形成した
のち、凹部内面にシリコン酸化膜を被着させ、次いで他
面からエッチングして両面からの凹部の中間にシリコン
酸化膜からなるダイヤフラムを残存させる請求項１ある
いは２記載のドライエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22267993A JPH0778806A (ja) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | ドライエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22267993A JPH0778806A (ja) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | ドライエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0778806A true JPH0778806A (ja) | 1995-03-20 |
Family
ID=16786228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22267993A Pending JPH0778806A (ja) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | ドライエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0778806A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008522193A (ja) * | 2004-11-30 | 2008-06-26 | エンデヴコ コーポレイション | ピエゾ抵抗性歪み集中器 |
| CN102259830A (zh) * | 2011-07-04 | 2011-11-30 | 上海先进半导体制造股份有限公司 | 与半导体工艺兼容的制造隔离腔体的方法及隔离腔体 |
| CN102431954A (zh) * | 2011-09-30 | 2012-05-02 | 福州大学 | 高频交流电加热技术应用于ZnO基底电化学微加工方法 |
| CN111422827A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-07-17 | 中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心 | 高性能mems惯性传感器的晶圆制作工艺流程 |
-
1993
- 1993-09-08 JP JP22267993A patent/JPH0778806A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008522193A (ja) * | 2004-11-30 | 2008-06-26 | エンデヴコ コーポレイション | ピエゾ抵抗性歪み集中器 |
| CN102259830A (zh) * | 2011-07-04 | 2011-11-30 | 上海先进半导体制造股份有限公司 | 与半导体工艺兼容的制造隔离腔体的方法及隔离腔体 |
| CN102431954A (zh) * | 2011-09-30 | 2012-05-02 | 福州大学 | 高频交流电加热技术应用于ZnO基底电化学微加工方法 |
| CN111422827A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-07-17 | 中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心 | 高性能mems惯性传感器的晶圆制作工艺流程 |
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