JPH08203875A - ドライエッチングによる部品の製造方法 - Google Patents
ドライエッチングによる部品の製造方法Info
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- JPH08203875A JPH08203875A JP7011308A JP1130895A JPH08203875A JP H08203875 A JPH08203875 A JP H08203875A JP 7011308 A JP7011308 A JP 7011308A JP 1130895 A JP1130895 A JP 1130895A JP H08203875 A JPH08203875 A JP H08203875A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】シリコン基板のエッチング部を垂直に、かつ、
底の隅に小さな丸みが生ずるように複雑な形状を加工す
る。 【構成】シリコン単結晶の基板１の非加工部にアルミ膜
のマスク２を被着させ、６弗化硫黄と酸素の混合ガスを
プラズマ化させて非マスク部をエッチングし、エッチン
グした部分にもマスク３やマスク４を被着させてからエ
ッチングさせる。
底の隅に小さな丸みが生ずるように複雑な形状を加工す
る。 【構成】シリコン単結晶の基板１の非加工部にアルミ膜
のマスク２を被着させ、６弗化硫黄と酸素の混合ガスを
プラズマ化させて非マスク部をエッチングし、エッチン
グした部分にもマスク３やマスク４を被着させてからエ
ッチングさせる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ドライエッチングに
よって、シリコン基板やシリコン複合基板を微細寸法の
部品に高精度に製造する方法に関する。
よって、シリコン基板やシリコン複合基板を微細寸法の
部品に高精度に製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この発明に関する部品とは、例えば図９
に示すようなシリコン製の機構部品６１であり、寸法の
一例は、直径１mm，厚さ０．５mm位で、加工精度は穴径
±５μｍ，深さ±１μｍ位のような精密品が要求され始
めている。そして、このような部品を製造する時、酸か
アルカリ溶液を用いてエッチングしていた。
に示すようなシリコン製の機構部品６１であり、寸法の
一例は、直径１mm，厚さ０．５mm位で、加工精度は穴径
±５μｍ，深さ±１μｍ位のような精密品が要求され始
めている。そして、このような部品を製造する時、酸か
アルカリ溶液を用いてエッチングしていた。
【０００３】この製造方法は、図１０の (a)に示すよう
に、単結晶シリコンの基板７１の加工面をシリコン酸化
膜とし、更に、最表面をウェットエッチング用の薬剤に
耐えるシリコン窒化膜とし、この表面に塗布したフォト
レジストを覆うフォトマスクに光をあてて、変質させた
フォトレジストの受光面を液で除去し、マスク部にフォ
トレジストを残してから液で不要な窒化膜と酸化膜を除
去し、そして、フォトレジストを除去しマスクとするシ
リコン酸化膜７２とシリコン窒化膜７３としていた。
に、単結晶シリコンの基板７１の加工面をシリコン酸化
膜とし、更に、最表面をウェットエッチング用の薬剤に
耐えるシリコン窒化膜とし、この表面に塗布したフォト
レジストを覆うフォトマスクに光をあてて、変質させた
フォトレジストの受光面を液で除去し、マスク部にフォ
トレジストを残してから液で不要な窒化膜と酸化膜を除
去し、そして、フォトレジストを除去しマスクとするシ
リコン酸化膜７２とシリコン窒化膜７３としていた。
【０００４】次に、 (b)のように弗酸系溶液でエッチン
グさせて非マスク部を凹部とさせてからシリコン窒化膜
73とシリコン酸化膜72を除去し、また同様に、フォトレ
ジストを用いてマスク７４を含むマスク部に酸化膜と窒
化膜を成膜させ、再び液でエッチングさせて非マスク部
を (c)の凹部としていた。そして、前と同様に、全マス
クを除去してから、マスク７５を含むマスク部に酸化膜
と窒化膜を成膜させててからエッチングし、酸化・窒化
膜を除去すると (d)の製品を完成させていた。
グさせて非マスク部を凹部とさせてからシリコン窒化膜
73とシリコン酸化膜72を除去し、また同様に、フォトレ
ジストを用いてマスク７４を含むマスク部に酸化膜と窒
化膜を成膜させ、再び液でエッチングさせて非マスク部
を (c)の凹部としていた。そして、前と同様に、全マス
クを除去してから、マスク７５を含むマスク部に酸化膜
と窒化膜を成膜させててからエッチングし、酸化・窒化
膜を除去すると (d)の製品を完成させていた。
【０００５】また、放電加工のような熱溶融によってマ
スクを用いないで加工する製造方法もあった。
スクを用いないで加工する製造方法もあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べたウ
ェットエッチングでは、エッチング液がマスクを少しず
つ侵し、また、製造上からマスクの厚さが限定されるた
め、基板厚さや加工深さに制約があった。また、複数個
を同時に加工する際、エッチング部の温度が上昇するた
めに液の温度が一様でなく、また、液の流速が均一でな
いため加工される凹部の深さが基板内でばらつき、歩留
まりが低下することもあった。更に、酸やアルカリを用
いるために、作業性が悪い上に液の管理に厳重な注意が
必要であった。
ェットエッチングでは、エッチング液がマスクを少しず
つ侵し、また、製造上からマスクの厚さが限定されるた
め、基板厚さや加工深さに制約があった。また、複数個
を同時に加工する際、エッチング部の温度が上昇するた
めに液の温度が一様でなく、また、液の流速が均一でな
いため加工される凹部の深さが基板内でばらつき、歩留
まりが低下することもあった。更に、酸やアルカリを用
いるために、作業性が悪い上に液の管理に厳重な注意が
必要であった。
【０００７】また、ウェットエッチングで酸を用いる
と、エッチングは等方に進行するので底部の隅に丸みが
生じ、所定の仕様を満足しない物も生じ、かつ、この丸
みは小形化することの障害になっていた。また、アルカ
リを用いると、エッチングが鋭利にできないシリコン単
結晶の方向があって所定形状に出来ず、鋭利に出来る結
晶方向の隅の加工部は応力集中による破壊の要因になっ
ていた。
と、エッチングは等方に進行するので底部の隅に丸みが
生じ、所定の仕様を満足しない物も生じ、かつ、この丸
みは小形化することの障害になっていた。また、アルカ
リを用いると、エッチングが鋭利にできないシリコン単
結晶の方向があって所定形状に出来ず、鋭利に出来る結
晶方向の隅の加工部は応力集中による破壊の要因になっ
ていた。
【０００８】さらに、放電加工は表面に変質層が残って
機械強度を低下させたり、熱によって変形させたり、加
工時間が長いことや再現性不良などの欠点があった。こ
の発明の課題は、被加工凹部の側壁が垂直で、かつ、被
加工凹部の底は均一の深さで隅に微少な丸みがあるよう
な断面で形状が複雑な部品の複数も精度良く製造できる
方法を提供することである。
機械強度を低下させたり、熱によって変形させたり、加
工時間が長いことや再現性不良などの欠点があった。こ
の発明の課題は、被加工凹部の側壁が垂直で、かつ、被
加工凹部の底は均一の深さで隅に微少な丸みがあるよう
な断面で形状が複雑な部品の複数も精度良く製造できる
方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の方法
は、エッチングに耐えるマスクを一面に部分被着させた
単結晶シリコンの基板を、陽極結合方式のドライエッチ
ング装置中で六弗化硫黄と酸素の混合ガスのプラズマで
反応させる製造方法において、基板はエッチングされた
所にもマスクを部分被着されてからエッチングされる方
法である。
は、エッチングに耐えるマスクを一面に部分被着させた
単結晶シリコンの基板を、陽極結合方式のドライエッチ
ング装置中で六弗化硫黄と酸素の混合ガスのプラズマで
反応させる製造方法において、基板はエッチングされた
所にもマスクを部分被着されてからエッチングされる方
法である。
【００１０】請求項２に記載の方法は、請求項１に記載
の製造方法において、マスクはシリコン酸化膜かアルミ
膜のいずれかにさせる方法である。請求項３に記載の方
法は、請求項１または請求項２に記載の製造方法におい
て、基板は、他の単結晶シリコン板といずれかの表面の
酸化膜を挟んで接合され、エッチングは、その酸化膜で
止められる方法である。
の製造方法において、マスクはシリコン酸化膜かアルミ
膜のいずれかにさせる方法である。請求項３に記載の方
法は、請求項１または請求項２に記載の製造方法におい
て、基板は、他の単結晶シリコン板といずれかの表面の
酸化膜を挟んで接合され、エッチングは、その酸化膜で
止められる方法である。
【００１１】請求項４に記載の方法は、請求項１または
請求項２に記載の製造方法において、基板は裏面に成膜
されたシリコン酸化膜に多結晶シリコン膜が被着され、
エッチングはシリコン酸化膜で止められる方法である。
請求項５に記載の方法は、請求項１または請求項２に記
載の製造方法において、基板は裏面がガラス板と接合さ
れ、エッチングはガラス面で止められる方法である。
請求項２に記載の製造方法において、基板は裏面に成膜
されたシリコン酸化膜に多結晶シリコン膜が被着され、
エッチングはシリコン酸化膜で止められる方法である。
請求項５に記載の方法は、請求項１または請求項２に記
載の製造方法において、基板は裏面がガラス板と接合さ
れ、エッチングはガラス面で止められる方法である。
【００１２】請求項６に記載の方法は、、請求項１また
は請求項２に記載の製造方法において、基板はシリコン
酸化膜を介して接合された他の単結晶シリコン板にガラ
ス板が更に接合され、エッチングはガラス面で止められ
る方法である。請求項７に記載の方法は、請求項１ない
し３のいずれかに記載の製造方法において、マスクは基
板の両面に被着され、エッチングは両面に行われる方法
である。請求項８に記載の方法は、請求項１ないし７の
いずれかに記載の製造方法において、マスク形状はエッ
チングされた凹部に近接するフォトマスク基材の凸部に
もフォトマスクを設けてパターン形成される方法であ
る。
は請求項２に記載の製造方法において、基板はシリコン
酸化膜を介して接合された他の単結晶シリコン板にガラ
ス板が更に接合され、エッチングはガラス面で止められ
る方法である。請求項７に記載の方法は、請求項１ない
し３のいずれかに記載の製造方法において、マスクは基
板の両面に被着され、エッチングは両面に行われる方法
である。請求項８に記載の方法は、請求項１ないし７の
いずれかに記載の製造方法において、マスク形状はエッ
チングされた凹部に近接するフォトマスク基材の凸部に
もフォトマスクを設けてパターン形成される方法であ
る。
【００１３】
【作用】この発明に用いる陽極結合方式のドライエッチ
ング装置の陽極結合とは、高周波電圧を一つの電極と結
合させ、アースと同電圧の電極に加工する基板を載せる
方式であり、この逆の陰極結合方式に対する優位性はこ
の発明者らの特許出願の特開平2-275626号と特開平2-28
0324号に記載済みなので省略する。
ング装置の陽極結合とは、高周波電圧を一つの電極と結
合させ、アースと同電圧の電極に加工する基板を載せる
方式であり、この逆の陰極結合方式に対する優位性はこ
の発明者らの特許出願の特開平2-275626号と特開平2-28
0324号に記載済みなので省略する。
【００１４】この発明による反応は次のように考えられ
る。六弗化硫黄ＳＦ6 と酸素Ｏ2 のガスはプラズマとな
って原子に解離し、活性なＦラジカル（Ｆの遊離基）と
同Ｏラジカルが生成される。そして、Ｏラジカルが加工
面のＳｉと反応し、中間生成物として電気の高絶縁性の
一酸化珪素ＳｉＯを短時間だけ発生する。このＳｉＯと
Ｆラジカルが反応して低沸点の四弗化珪素ＳｉＦ4 のガ
スが生成されて排気される。
る。六弗化硫黄ＳＦ6 と酸素Ｏ2 のガスはプラズマとな
って原子に解離し、活性なＦラジカル（Ｆの遊離基）と
同Ｏラジカルが生成される。そして、Ｏラジカルが加工
面のＳｉと反応し、中間生成物として電気の高絶縁性の
一酸化珪素ＳｉＯを短時間だけ発生する。このＳｉＯと
Ｆラジカルが反応して低沸点の四弗化珪素ＳｉＦ4 のガ
スが生成されて排気される。
【００１５】このプラズマ中で二つの電極による電界方
向、即ち、深さ方向は基板付近のわずかな電位勾配によ
るイオンのアシスト効果によってＳｉＯのマスキング効
果は薄れてエッチングが進む。一方、エッチングされた
凹部の側壁はＳｉＯに阻止されてエッチングできず、反
射して底部をエッチングするため、底の隅に小さな丸み
を生ずる。このＳｉＯによるマスク効果は、前記の特開
平2-275626号に記載した。従って、エッチングしたいシ
リコン単結晶や多結晶シリコン膜の基板の表面をアルミ
膜やシリコン酸化膜で覆ってから基板を反応室に入れれ
ば、エッチングは底の隅に小さな丸みを生じながら垂直
に加工できる。
向、即ち、深さ方向は基板付近のわずかな電位勾配によ
るイオンのアシスト効果によってＳｉＯのマスキング効
果は薄れてエッチングが進む。一方、エッチングされた
凹部の側壁はＳｉＯに阻止されてエッチングできず、反
射して底部をエッチングするため、底の隅に小さな丸み
を生ずる。このＳｉＯによるマスク効果は、前記の特開
平2-275626号に記載した。従って、エッチングしたいシ
リコン単結晶や多結晶シリコン膜の基板の表面をアルミ
膜やシリコン酸化膜で覆ってから基板を反応室に入れれ
ば、エッチングは底の隅に小さな丸みを生じながら垂直
に加工できる。
【００１６】そして、エッチング部にマスクを被着させ
てからエッチングさせて凸部の段差を生じさせたり、反
応ガスの成分や比率をかえてシリコンをエッチングさ
せ、珪酸塩ガラスやシリコン酸化膜をエッチングしにく
くさせて加工部の底にしたりすることもできる。この珪
酸塩ガラスやシリコン酸化膜にエッチングが至ると、プ
ラズマの発光スペクトル分析でわかり、必要により反応
ガスの成分をかえてシリコン酸化膜をそこから更に所定
の深さまでエッチングさせることもできる。
てからエッチングさせて凸部の段差を生じさせたり、反
応ガスの成分や比率をかえてシリコンをエッチングさ
せ、珪酸塩ガラスやシリコン酸化膜をエッチングしにく
くさせて加工部の底にしたりすることもできる。この珪
酸塩ガラスやシリコン酸化膜にエッチングが至ると、プ
ラズマの発光スペクトル分析でわかり、必要により反応
ガスの成分をかえてシリコン酸化膜をそこから更に所定
の深さまでエッチングさせることもできる。
【００１７】更に、エッチングの直進性を利用して、基
板を反転させて裏面にもエッチングができ、また、エッ
チング部に近接するように設けたホトマスク基材の凸部
にホトマスクをつけ、レジスト付きのアルミ膜やシリコ
ン酸化膜とホトマスクの間隙を極めて狭くしたため、光
の散乱によるぼやけが防止できて高精度のマスクを形成
してからエッチングができる。
板を反転させて裏面にもエッチングができ、また、エッ
チング部に近接するように設けたホトマスク基材の凸部
にホトマスクをつけ、レジスト付きのアルミ膜やシリコ
ン酸化膜とホトマスクの間隙を極めて狭くしたため、光
の散乱によるぼやけが防止できて高精度のマスクを形成
してからエッチングができる。
【００１８】
【実施例】この発明にて使用する陽極結合方式の平行平
板型ドライエッチング装置は、前記の特開平2-280324号
に記載済みであるが、図２で説明する。反応室６内は１
０〜１００Ｐａの真空とし、複数の部品が造れる基板５
を載せるステージを兼ねアースと接続されている下部電
極９と５〜 100mm離れた上部電極８が対向し、上部電極
８は周波数が１３．５６ＭＨｚの高周波電源７と接続さ
れ、上部電極８の上方と反応室６の間隙から酸素ガス混
合比を７０％以下とする六弗化硫黄ガスの流入ガス１１
が送入される。
板型ドライエッチング装置は、前記の特開平2-280324号
に記載済みであるが、図２で説明する。反応室６内は１
０〜１００Ｐａの真空とし、複数の部品が造れる基板５
を載せるステージを兼ねアースと接続されている下部電
極９と５〜 100mm離れた上部電極８が対向し、上部電極
８は周波数が１３．５６ＭＨｚの高周波電源７と接続さ
れ、上部電極８の上方と反応室６の間隙から酸素ガス混
合比を７０％以下とする六弗化硫黄ガスの流入ガス１１
が送入される。
【００１９】二つの電極間に０．３〜２．０Ｗ／ｃｍ2
の高周波電力を印加して、作用に記したように混合ガス
のプラズマによって被加工部をエッチングする。排気ガ
ス１３は反応室６の下部から排出される。以下に実施例
を説明するが、図はわかりやすくするため断面だけを示
し、複数加工も可能であるが、すべて一つだけを説明す
る。
の高周波電力を印加して、作用に記したように混合ガス
のプラズマによって被加工部をエッチングする。排気ガ
ス１３は反応室６の下部から排出される。以下に実施例
を説明するが、図はわかりやすくするため断面だけを示
し、複数加工も可能であるが、すべて一つだけを説明す
る。
【００２０】この発明の実施例を図１に示し、数値も例
示して説明する。厚さ 800μｍのシリコン基板１の一面
に真空蒸着によって厚さ１μｍのアルミ膜を形成して従
来の技術で記した内容と同様に、塗布したフォトレジス
トの不要部を除去し、燐酸・硝酸・酢酸から成る混合液
で露出させた被加工部を除去して (a)に示すようなマス
ク２を形成する。そして、図２の装置を用いて (b)のよ
うに深さ２５０μｍの加工部を形成する。更に、マスク
２を除去してから図１ (a)の前部で説明したようにフォ
トレジストを利用してマスク３を含むマスクを形成する
か、マスク３だけを追加して形成するかして、更に５０
μｍを加工して図１ (c)まで加工を進め、同様にマスク
４も形成してエッチングしてから全マスクを除去して製
品である図１(d) の形状にする。ここで用いるマスク材
は、シリコン酸化膜であれば量産時に厚さの制約が有っ
て、かつ、エッチング時にマスクも徐々に加工されるた
め、エッチング深さが２５０μｍ未満の時に用い、アル
ミ膜はほとんど加工されないため、２５０μｍ以上の際
にも用いられる。
示して説明する。厚さ 800μｍのシリコン基板１の一面
に真空蒸着によって厚さ１μｍのアルミ膜を形成して従
来の技術で記した内容と同様に、塗布したフォトレジス
トの不要部を除去し、燐酸・硝酸・酢酸から成る混合液
で露出させた被加工部を除去して (a)に示すようなマス
ク２を形成する。そして、図２の装置を用いて (b)のよ
うに深さ２５０μｍの加工部を形成する。更に、マスク
２を除去してから図１ (a)の前部で説明したようにフォ
トレジストを利用してマスク３を含むマスクを形成する
か、マスク３だけを追加して形成するかして、更に５０
μｍを加工して図１ (c)まで加工を進め、同様にマスク
４も形成してエッチングしてから全マスクを除去して製
品である図１(d) の形状にする。ここで用いるマスク材
は、シリコン酸化膜であれば量産時に厚さの制約が有っ
て、かつ、エッチング時にマスクも徐々に加工されるた
め、エッチング深さが２５０μｍ未満の時に用い、アル
ミ膜はほとんど加工されないため、２５０μｍ以上の際
にも用いられる。
【００２１】図３はシリコン単結晶の基板２１の裏面を
熱酸化等によってシリコン酸化膜２１ａとし、これにシ
リコンの基板２２を接合したものをエッチングする際の
図であり、酸化膜21ａは基板22側に生成しても良い。そ
して、混合ガスを選定してシリコン酸化膜22をエッチン
グしにくい混合ガスにすると、図１と同様に製造工程は
進むので、マスク２３を被着した (a)と、シリコン酸化
膜21ａをエッチングの底とする製品状態の (b)だけを示
す。
熱酸化等によってシリコン酸化膜２１ａとし、これにシ
リコンの基板２２を接合したものをエッチングする際の
図であり、酸化膜21ａは基板22側に生成しても良い。そ
して、混合ガスを選定してシリコン酸化膜22をエッチン
グしにくい混合ガスにすると、図１と同様に製造工程は
進むので、マスク２３を被着した (a)と、シリコン酸化
膜21ａをエッチングの底とする製品状態の (b)だけを示
す。
【００２２】図４はシリコン単結晶の基板２６の裏面に
シリコン酸化膜２７を生じさせ、その下にたとえば厚さ
が２μｍの多結晶シリコン層２８を化学真空蒸着によっ
て成膜させたものをエッチングする際の図であり、混合
ガスを選定してシリコン酸化膜27をエッチングしにくく
すると、図１と同様の工程になるので、マスク２９を被
着した (a)と、製品状態の (b)だけを示す。図５はシリ
コン単結晶の基板３１にガラス板３２を接合したものを
エッチングする際の図であり、混合ガスを選定してガラ
ス板32をエッチングしにくくすると、図１と同様に製造
工程は進むので、マスク３３を被着した (a)と、製品状
態の(b) だけを示す。
シリコン酸化膜２７を生じさせ、その下にたとえば厚さ
が２μｍの多結晶シリコン層２８を化学真空蒸着によっ
て成膜させたものをエッチングする際の図であり、混合
ガスを選定してシリコン酸化膜27をエッチングしにくく
すると、図１と同様の工程になるので、マスク２９を被
着した (a)と、製品状態の (b)だけを示す。図５はシリ
コン単結晶の基板３１にガラス板３２を接合したものを
エッチングする際の図であり、混合ガスを選定してガラ
ス板32をエッチングしにくくすると、図１と同様に製造
工程は進むので、マスク３３を被着した (a)と、製品状
態の(b) だけを示す。
【００２３】図６はシリコン単結晶の基板３６に生じさ
せたシリコン酸化膜３７に厚さが１０μｍのシリコン層
３８を接合させ、更に、厚さ２mmのガラス板３９を接合
させてエッチングする際の図であり、混合ガスを選定し
てシリコン酸化膜37をエッチングしてガラス板39をエッ
チングしにくくすると、図１と同様の工程になるので、
マスク４０を被着した (a)と、製品状態の (b)だけを示
す。
せたシリコン酸化膜３７に厚さが１０μｍのシリコン層
３８を接合させ、更に、厚さ２mmのガラス板３９を接合
させてエッチングする際の図であり、混合ガスを選定し
てシリコン酸化膜37をエッチングしてガラス板39をエッ
チングしにくくすると、図１と同様の工程になるので、
マスク４０を被着した (a)と、製品状態の (b)だけを示
す。
【００２４】図７はシリコン単結晶の基板４１の両面を
エッチングする図で (a)は下面にマスク４２を、上面に
マスク４３を被着させた図で、上面は図１と同様に加工
するため中間の図は略し、マスク４４およびマスク４５
を被着させた上面の最終エッチング前の断面を (b)に示
し、そのエッチング後に基板41を反転させてエッチング
してからマスクを除去すると (c)のような製品を造れ
る。ここでも、両側からの加工寸法が各２５０μｍ以下
であればマスクはシリコン酸化膜も用いられる。
エッチングする図で (a)は下面にマスク４２を、上面に
マスク４３を被着させた図で、上面は図１と同様に加工
するため中間の図は略し、マスク４４およびマスク４５
を被着させた上面の最終エッチング前の断面を (b)に示
し、そのエッチング後に基板41を反転させてエッチング
してからマスクを除去すると (c)のような製品を造れ
る。ここでも、両側からの加工寸法が各２５０μｍ以下
であればマスクはシリコン酸化膜も用いられる。
【００２５】図８はフォトマスクを用いた高精度のマス
ク作成に関する図で、(a) は図１の(a) の状態から (b)
のようにエッチングしてからマスクを除去したシリコン
単結晶の基板５１の上面にアルミ膜とホトレジスト、即
ち、レジスト付きアルミ膜５２ａを被着させ、エッチン
グされた凹部に近接するようにホトマスク基材の凸部
（従来はこの凸部は無く平らだった。）にもマスクする
位置にあらかじめ遮光材を加工したホトマスク５３を位
置決めさせてから光を照射する。変質した受光部のレジ
ストとアルミ膜を除去してからマスク部のレジストを除
くとアルミ膜５２があらわれて (b)の状態になり、位置
精度が良くエッチングができる。
ク作成に関する図で、(a) は図１の(a) の状態から (b)
のようにエッチングしてからマスクを除去したシリコン
単結晶の基板５１の上面にアルミ膜とホトレジスト、即
ち、レジスト付きアルミ膜５２ａを被着させ、エッチン
グされた凹部に近接するようにホトマスク基材の凸部
（従来はこの凸部は無く平らだった。）にもマスクする
位置にあらかじめ遮光材を加工したホトマスク５３を位
置決めさせてから光を照射する。変質した受光部のレジ
ストとアルミ膜を除去してからマスク部のレジストを除
くとアルミ膜５２があらわれて (b)の状態になり、位置
精度が良くエッチングができる。
【００２６】
【発明の効果】この発明によれば、シリコン基板のエッ
チング加工凹部の側壁が垂直で底の隅に小さな丸みが生
ずるため、小形・高精度で機械強度が高い部品の製造方
法を提供できる。更に、厚さがたとえば２ｍｍのガラス
基板と接合させれば、３００μｍ以下のように薄い基板
でも反りが生じなく、エッチング底を同一材として均一
性を安価に造り出すことができる。また、任意の厚さの
基板を段差が有る任意の形状、たとえば、形状が複雑な
マイクロ機構部品に加工でき、凸部があるフォトマスク
を用いて複数の部品を同時に均一に高精度で加工できる
ため、高生産性を確保できる。そして、製造した機構部
品を、たとえばニッケル製の電鋳金型に用いて射出成形
法によるプラスチック製の機構部品を多量生産できる。
チング加工凹部の側壁が垂直で底の隅に小さな丸みが生
ずるため、小形・高精度で機械強度が高い部品の製造方
法を提供できる。更に、厚さがたとえば２ｍｍのガラス
基板と接合させれば、３００μｍ以下のように薄い基板
でも反りが生じなく、エッチング底を同一材として均一
性を安価に造り出すことができる。また、任意の厚さの
基板を段差が有る任意の形状、たとえば、形状が複雑な
マイクロ機構部品に加工でき、凸部があるフォトマスク
を用いて複数の部品を同時に均一に高精度で加工できる
ため、高生産性を確保できる。そして、製造した機構部
品を、たとえばニッケル製の電鋳金型に用いて射出成形
法によるプラスチック製の機構部品を多量生産できる。
【図１】この発明の実施例における製造方法の断面図
で、(a) はマスク形成後の断面図、(b) は一次加工後の
マスク形成断面図、(c) は二次加工後のマスク形成断面
図、(d) は製品の断面図
で、(a) はマスク形成後の断面図、(b) は一次加工後の
マスク形成断面図、(c) は二次加工後のマスク形成断面
図、(d) は製品の断面図
【図２】この発明に用いるドライエッチング装置の概要
図
図
【図３】この発明の実施例における他の基板の製造前後
の断面図で、(a) はマスク形成後の断面図、(b) は製品
の断面図
の断面図で、(a) はマスク形成後の断面図、(b) は製品
の断面図
【図４】この発明の実施例における更に他の基板の製造
前後の断面図で、(a) はマスク形成後の断面図、(b) は
製品の断面図
前後の断面図で、(a) はマスク形成後の断面図、(b) は
製品の断面図
【図５】この発明の実施例における別の基板の製造前後
の断面図で、(a) はマスク形成後の断面図、(b) は製品
の断面図
の断面図で、(a) はマスク形成後の断面図、(b) は製品
の断面図
【図６】この発明の実施例における更に別の基板の製造
前後の断面図で、(a) はマスク形成後の断面図、(b) は
製品の断面図
前後の断面図で、(a) はマスク形成後の断面図、(b) は
製品の断面図
【図７】この発明の実施例における両面加工基板の製造
前後の断面図で、(a) はマスク形成後の断面図、(b) は
上面の最終エッチング前の断面図、(c) は製品の断面図
前後の断面図で、(a) はマスク形成後の断面図、(b) は
上面の最終エッチング前の断面図、(c) は製品の断面図
【図８】この発明の実施例におけるマスク製造前後の断
面図で、(a) はマスク形成中の断面図、(b) はマスク形
成後の断面図
面図で、(a) はマスク形成中の断面図、(b) はマスク形
成後の断面図
【図９】この発明が対象とする一機構部品の断面斜視図
【図１０】部品の従来の製造方法による断面図で、(a)
はマスク形成後の断面図、(b) は一次エッチング後に新
マスクを形成した断面図、(c) は二次エッチング後に新
マスクを形成した断面図、(d) はマスクを除去した製品
の断面図
はマスク形成後の断面図、(b) は一次エッチング後に新
マスクを形成した断面図、(c) は二次エッチング後に新
マスクを形成した断面図、(d) はマスクを除去した製品
の断面図
【符号の説明】 １ 基板 ２ マスク ６ 反応室 ７ 高周波電源 ８ 上部電極 １１ 流入ガス １２ プラズマ ２１ａ シリコン酸化膜 ３２ ガラス板 ３８ シリコン層 ５３ ホトマスク ６１ 機構部品 ７３ シリコン窒化膜
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｃ３０Ｂ 33/12 7202−4Ｇ Ｈ０５Ｈ 1/46 Ａ 9216−2Ｇ
Claims (8)
- 【請求項１】エッチングに耐えるマスクを一面に部分被
着させた単結晶シリコンの基板を、陽極結合方式のドラ
イエッチング装置中で六弗化硫黄と酸素の混合ガスのプ
ラズマで反応させる製造方法において、 基板は、エッチングされた所にもマスクを部分被着され
てからエッチングされることを特徴とするドライエッチ
ングによる部品の製造方法。 - 【請求項２】請求項１に記載の製造方法において、 マスクは、シリコン酸化膜かアルミ膜のいずれかである
ことを特徴とするドライエッチングによる部品の製造方
法。 - 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の製造方法
において、 基板は、他の単結晶シリコン板といずれかの表面の酸化
膜を挟んで接合され、 エッチングは、その酸化膜で止められることを特徴とす
るドライエッチングによる部品の製造方法。 - 【請求項４】請求項１または請求項２に記載の製造方法
において、 基板は、裏面に成膜されたシリコン酸化膜に多結晶シリ
コン膜が被着され、 エッチングは、シリコン酸化膜で止められることを特徴
とするドライエッチングによる部品の製造方法。 - 【請求項５】請求項１または請求項２に記載の製造方法
において、 基板は、裏面がガラス板と接合され、 エッチングは、ガラス面で止められることを特徴とする
ドライエッチングによる部品の製造方法。 - 【請求項６】請求項１または請求項２に記載の製造方法
において、 基板は、裏面のシリコン酸化膜を介して接合された他の
単結晶シリコン板にガラス板が更に接合され、 エッチングは、ガラス面で止められることを特徴とする
ドライエッチングによる部品の製造方法。 - 【請求項７】請求項１ないし３のいずれかに記載の製造
方法において、 マスクは、基板の両面に被着され、 エッチングは、両面に行われることを特徴とするドライ
エッチングによる部品の製造方法。 - 【請求項８】請求項１ないし７のいずれかに記載の製造
方法において、 マスク形状は、エッチングされた凹部に近接するフォト
マスク基材の凸部にもフォトマスクを設けてパターン形
成されることを特徴とするドライエッチングによる部品
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01130895A JP3309620B2 (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | ドライエッチングによる部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01130895A JP3309620B2 (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | ドライエッチングによる部品の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08203875A true JPH08203875A (ja) | 1996-08-09 |
| JP3309620B2 JP3309620B2 (ja) | 2002-07-29 |
Family
ID=11774389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01130895A Expired - Lifetime JP3309620B2 (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | ドライエッチングによる部品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3309620B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001047005A1 (en) * | 1999-12-20 | 2001-06-28 | Applied Materials, Inc. | Metal mask etching of silicon |
| WO2001067495A3 (en) * | 2000-03-06 | 2002-02-14 | Philips Semiconductors Inc | Semiconductor trenches and formation thereof |
| WO2004041711A1 (ja) * | 2002-11-08 | 2004-05-21 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | 段差付き凹部の形成方法 |
| CN100377332C (zh) * | 2004-03-23 | 2008-03-26 | 株式会社东芝 | 半导体器件及其制造方法 |
-
1995
- 1995-01-27 JP JP01130895A patent/JP3309620B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| US6491835B1 (en) | 1999-12-20 | 2002-12-10 | Applied Materials, Inc. | Metal mask etching of silicon |
| KR100808049B1 (ko) * | 1999-12-20 | 2008-02-28 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 실리콘의 금속 마스크 에칭 |
| WO2001067495A3 (en) * | 2000-03-06 | 2002-02-14 | Philips Semiconductors Inc | Semiconductor trenches and formation thereof |
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| CN100377332C (zh) * | 2004-03-23 | 2008-03-26 | 株式会社东芝 | 半导体器件及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3309620B2 (ja) | 2002-07-29 |
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