JPH09175835A - Surface-working method - Google Patents

Surface-working method

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JPH09175835A
JPH09175835A JP33711495A JP33711495A JPH09175835A JP H09175835 A JPH09175835 A JP H09175835A JP 33711495 A JP33711495 A JP 33711495A JP 33711495 A JP33711495 A JP 33711495A JP H09175835 A JPH09175835 A JP H09175835A
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JP
Japan
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mold
processed
glass substrate
uneven shape
silicon
Prior art date
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Application number
JP33711495A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Sugimoto
雅裕 杉本
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface-working method capable of forming the surface of a working object to a desired uneven pattern by forming a surface of a mold to an uneven state by lithography and transferring the pattern as it is to the surface of the working object. SOLUTION: This surface-working method comprises a preparatory step to form a surface of a mold 4 consisting of a silicon wafer, etc., to an uneven pattern by lithography and a main step to contact a working object 2 heated to a deformable temperature with the uneven surface of the mold 4 interposing a bond-preventing layer 8 between the working object 2 and the mold 4 to prevent the bonding of the object and the mold. The uneven pattern on the surface of the mold 4 is transferred to the surface of the working object 2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、被加工材の表面
を凹凸形状に加工する方法であって、詳しくは、型を用
いて、型に形成した表面形状を被加工材に転写すること
により、被加工材の表面を凹凸形状に加工する技術に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of processing the surface of a work material into a concavo-convex shape, and more specifically, by using a mold to transfer the surface shape formed on the mold to the work material. , A technique for processing the surface of a material to be processed into an uneven shape.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、ソーダガラス基板等の半導体
基板以外の被加工材は、その表面に微細な凹凸形状が施
されることにより、各種マイクロマシンやセンサの部品
として用いられている。このような半導体基板以外の被
加工材の表面加工方法として、例えば、ガラス基板の場
合、ウエットエッチング法やサンドブラスト法がある。
しかし、ウエットエッチング法では、サイドエッチング
量が大きいために、所望の凹凸形状に加工できない。ま
た、サンドブラスト法では、基板のブラスト面に針状突
起が残ってしまうために、やはり、所望の凹凸形状が得
られない。
2. Description of the Related Art Conventionally, a work material other than a semiconductor substrate such as a soda glass substrate has been used as a component of various micromachines and sensors by forming fine irregularities on the surface thereof. As a method of processing the surface of a material to be processed other than such a semiconductor substrate, for example, in the case of a glass substrate, there are a wet etching method and a sandblast method.
However, the wet etching method cannot be processed into a desired uneven shape because the side etching amount is large. Further, in the sandblasting method, needle-like protrusions remain on the blasted surface of the substrate, and thus the desired uneven shape cannot be obtained.

【0003】一方、特開平5−57867号公報に記載
されているように、半導体プロセスで用いられている反
応性イオンエッチングを、ガラス基板の表面加工に適用
することもできる。しかし、ガラス基板中のSiO2
外の成分がエッチングを阻害するために通常のガラス基
板では深い(1μm以上)エッチングが困難であり、効
率よくエッチングを行うには、SiO2 の組成が80wt
%以上のガラス基板を用いる必要があり、使用できる基
板が限定されてしまう。このように、半導体基板以外の
被加工材の表面加工方法として種々あるものの、現実に
は、これらの被加工材の表面を所望の凹凸形状に加工す
るのは困難であった。
On the other hand, as described in JP-A-5-57867, reactive ion etching used in a semiconductor process can be applied to the surface processing of a glass substrate. However, since components other than SiO 2 in the glass substrate hinder the etching, it is difficult to perform deep (1 μm or more) etching on an ordinary glass substrate. To perform etching efficiently, the composition of SiO 2 is 80 wt.
% Or more of the glass substrates must be used, which limits the usable substrates. As described above, although there are various methods for processing the surface of the material to be processed other than the semiconductor substrate, in reality, it is difficult to process the surface of the material to be processed into a desired uneven shape.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、上
記従来の問題に鑑み、リソグラフィーを用いて凹凸形状
に加工した型の表面形状を、被加工材の表面にそのまま
転写することにより、被加工材の表面を所望の凹凸形状
に加工できる表面加工方法を提供することを目的とす
る。
Therefore, in view of the above-mentioned conventional problems, the present invention transfers the surface shape of a mold, which has been processed into an uneven shape using lithography, to the surface of a work piece as it is. An object is to provide a surface processing method capable of processing the surface of a processed material into a desired uneven shape.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明者は、以下の発明を完成した。すなわ
ち、本発明は、型の表面をリソグラフィーを用いて凹凸
形状に加工する予備工程と、被加工材と前記型との接合
を防止する接合防止層を介在させて、変形可能温度に加
熱した被加工材と前記型の凹凸形状形成側とを重ね合わ
せる本工程とを含むことを特徴とする表面加工方法であ
る。この発明によれば、型の表面がリソグラフィーを用
いて、所望の凹凸形状に加工される。変形可能に加熱し
た被加工材は、接触する表面に沿うことができる。変形
可能な状態の被加工材と、型の凹凸形状表面とが重ね合
わされると、型の凹凸形状表面に倣って被加工材の表面
が変形される一方、両者間に介在させた接合防止層によ
り、被加工材と型との接合が防止される。この結果、被
加工材表面には、型の凹凸形状が転写され、前記凹凸形
状と相補的な凹凸形状が形成される。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present inventors have completed the following invention. That is, according to the present invention, a preliminary step of processing the surface of the mold into an uneven shape using lithography and a bonding prevention layer for preventing bonding between the material to be processed and the mold, and heating to a deformable temperature is performed. A surface processing method, comprising: a main step of superposing a processed material and an uneven shape forming side of the mold. According to the present invention, the surface of the mold is processed into a desired uneven shape by using lithography. The deformably heated work piece can be along the contacting surface. When the deformable work material and the uneven surface of the mold are superposed, the surface of the work material is deformed following the uneven surface of the mold, while the bonding prevention layer interposed between the two. This prevents the work piece and the die from being joined. As a result, the uneven shape of the mold is transferred to the surface of the material to be processed, and the uneven shape complementary to the uneven shape is formed.

【0006】この発明において、リソグラフィーとは、
光、紫外線、電子線、イオンビーム、レーザービーム、
X線等により、型の加工面側の特定の領域にエネルギー
照射する工程を含み、あるいは、このエネルギー照射工
程とエッチンング工程とを含んで、型の加工面に凹凸形
状のパターンを形成する方法をいう。
In the present invention, lithography means
Light, ultraviolet, electron beam, ion beam, laser beam,
A method of forming a concave-convex pattern on a processed surface of a mold including a step of irradiating a specific region on the processed surface of the mold with energy by X-rays or the like, or including this energy irradiation step and an etching step. Say.

【0007】この発明では、型はシリコン(Si)を主
体としてなることが特に好ましい。半導体材料としての
シリコンは、各種エネルギー照射方法やエッチング方法
を広く適用でき、必要に応じて適切な方法を選択するこ
とができるとともに、これらの工程を、精度よくかつ所
望の形状を形成するように行いうる。ここに、シリコン
を主体とする材料としては、Si単結晶、多結晶Si、
アモルファスSi、SiO2 、PSG,BSG等からな
る基板あるいは薄膜を挙げることができる。
In the present invention, it is particularly preferable that the mold is mainly composed of silicon (Si). For silicon as a semiconductor material, various energy irradiation methods and etching methods can be widely applied, and an appropriate method can be selected as necessary, and these steps can be performed accurately and in a desired shape. You can do it. Here, as the material mainly containing silicon, Si single crystal, polycrystalline Si,
Substrates or thin films made of amorphous Si, SiO 2 , PSG, BSG, etc. can be mentioned.

【0008】この発明では、被加工材としてガラス基板
が特に好ましい。ガラス基板は、直接エッチング等によ
る微細加工が困難であり、ガラス基板を所望の凹凸形状
に加工することにより、これらを用いるマイクロマシン
やセンサ等の性能を向上させることができる。
In the present invention, a glass substrate is particularly preferable as the material to be processed. The glass substrate is difficult to be finely processed by direct etching or the like, and by processing the glass substrate into a desired uneven shape, the performance of a micromachine, a sensor, or the like using the glass substrate can be improved.

【0009】この発明では、本工程において、さらに、
対向する被加工材と前記型の間に静電引力を発生させる
ことが特に好ましい。静電引力を発生させるには、被加
工材と型とを重ねあわせた際に、型側が正の電位になる
方向に直流電界を印加する。この電界の印加による静電
引力の発生により、変形可能な被加工材が、接合防止層
を介して、型の凹凸形状側に引きつけられる。したがっ
て、被加工材は、容易に凹凸形状側に接近でき、より凹
凸形状に倣って変形されることになる。
In the present invention, in this step,
It is particularly preferable to generate an electrostatic attractive force between the workpiece and the mold facing each other. In order to generate electrostatic attraction, a DC electric field is applied in a direction in which the mold side has a positive potential when the workpiece and the mold are superposed. Due to the generation of electrostatic attraction due to the application of this electric field, the deformable work material is attracted to the concave-convex shape side of the mold through the bonding prevention layer. Therefore, the material to be processed can easily approach the uneven shape side and is further deformed following the uneven shape.

【0010】この発明では、型と被加工材との重ね合わ
せが静電引力を伴って行われる場合に、接合防止層が、
二酸化ケイ素、窒化ケイ素、プラチナ、金、銀、クロム
のうちのいずれかからなることが特に好ましい。これら
の接合防止層は、スパッタリング等により薄膜として、
型の表面に一体に形成することができる。型がシリコン
からなる場合には熱酸化により、型表面に二酸化ケイ素
の膜を形成することができる。
According to the present invention, when the die and the work material are superposed on each other with electrostatic attraction, the bonding prevention layer is
Particularly preferably, it is made of any one of silicon dioxide, silicon nitride, platinum, gold, silver and chromium. These bonding prevention layers are thin films formed by sputtering or the like.
It can be integrally formed on the surface of the mold. When the mold is made of silicon, a silicon dioxide film can be formed on the mold surface by thermal oxidation.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、詳細に説明する。本発明における型としては、半導
体集積回路製造プロセスにおいてエッチングの対象とな
る材料からなる型を用いるのが好ましい。かかる型とし
て、各種半導体基板及びこれらの半導体基板上に形成さ
れた各種薄膜を挙げることができる。具体的には、シリ
コン半導体のプロセスにおいては、Si単結晶、多結晶
Si、アモルファスSi、SiO2 、PSG,BSG,
Si3 4 ,各種シリサイドなどのSi化合物、アルミ
ニウム(Al)、モリブデン(Mo),タングステン
(W)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)等の金属を
材料とする基板や薄膜を挙げることができる。さらに、
その他の半導体プロセスでは、チタン、タンタル、ゲル
マニウム等からなる基板や薄膜を挙げることができる。
また、化合物半導体プロセスにおいては、タンタル化合
物、チタン化合物、ガリウムヒ素等からなる基板や薄膜
を挙げることができる。これらの型は、必要とされる凹
凸形状の形態や、加工精度により、さらには、被加工材
の種類や、重ね合わせの際の加圧や加熱条件等を考慮し
て、選択される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below. As the mold in the present invention, it is preferable to use a mold made of a material to be etched in the semiconductor integrated circuit manufacturing process. Examples of such a mold include various semiconductor substrates and various thin films formed on these semiconductor substrates. Specifically, in the process of silicon semiconductor, Si single crystal, polycrystalline Si, amorphous Si, SiO 2 , PSG, BSG,
Examples include Si 3 N 4 , Si compounds such as various silicides, substrates and thin films made of metals such as aluminum (Al), molybdenum (Mo), tungsten (W), nickel (Ni), and chromium (Cr). it can. further,
Other semiconductor processes include substrates and thin films made of titanium, tantalum, germanium, or the like.
In the compound semiconductor process, a substrate or a thin film made of a tantalum compound, a titanium compound, gallium arsenide or the like can be used. These molds are selected in consideration of the required form of the uneven shape, the processing accuracy, the type of the material to be processed, the pressurizing and heating conditions at the time of superposition, and the like.

【0012】これらの型の表面は、リソグラフィーによ
り、凹凸形状に加工される。リソグラフィーは、主とし
て、エネルギー照射工程とエッチング工程とを含んだ方
法で行われる。半導体集積回路製造プロセスにおいてエ
ッチングの対象となる材料からなる型を用いることによ
り、型の表面は、良好な精度で加工される。リソグラフ
ィーは、具体的には、表面にレジストを形成した型の特
定の領域にエネルギーを照射してレジストのパターンを
形成し、さらに、露出した型表面をエッチングして型の
加工面に微細な凹凸形状のパターンを形成することによ
り行う。なお、イオンビームやレーザービーム等による
エネルギー照射によって、エッチング工程を経ることな
く、直接、型の表面を凹凸形状に加工することも可能で
ある。
The surfaces of these molds are processed into an uneven shape by lithography. Lithography is mainly performed by a method including an energy irradiation step and an etching step. By using the mold made of the material to be etched in the semiconductor integrated circuit manufacturing process, the surface of the mold is processed with good accuracy. In lithography, specifically, energy is applied to a specific region of a mold having a resist formed on the surface to form a resist pattern, and then the exposed mold surface is etched to form fine irregularities on the processed surface of the mold. This is performed by forming a pattern of shape. It is also possible to directly process the surface of the mold into a concavo-convex shape by performing energy irradiation with an ion beam, a laser beam, or the like, without going through an etching process.

【0013】型の表面のエッチングは、半導体集積回路
製造プロセスにおいて通常用いられるウエットエッチン
グ、ドライエッチングにより凹凸形状に、すなわち、3
次元形状に加工される。ドライエッチングとしては、ガ
スエッチング、プラズマエッチング(ケミカルドライエ
ッチング、反応性イオンエッチング、マイクロ波エッチ
ング等)、イオンエッチング(スパッタエッチング、イ
オンビームエッチング等)等を用いることができる。エ
ッチング法は、型の種類、凹凸形状の形態や精度等を考
慮して選択される。ただし、効率的に所望の凹凸形状を
得るためには、主として異方性エッチングを用いること
が好ましい。
The surface of the mold is etched into an uneven shape by wet etching or dry etching which is usually used in the semiconductor integrated circuit manufacturing process, that is, 3
It is processed into a three-dimensional shape. As the dry etching, gas etching, plasma etching (chemical dry etching, reactive ion etching, microwave etching, etc.), ion etching (sputter etching, ion beam etching, etc.) can be used. The etching method is selected in consideration of the type of mold, the form and accuracy of the uneven shape, and the like. However, in order to efficiently obtain a desired uneven shape, it is preferable to mainly use anisotropic etching.

【0014】以上のような予備工程により、型表面に凹
凸形状が形成される。この型の凹凸形状は、被加工材表
面に形成しようとする形状に相補的となっている。以
下、この型を用いて、本工程を実施することにより、被
加工材の表面に所望の凹凸形状が転写される。
By the preliminary process as described above, an uneven shape is formed on the mold surface. The uneven shape of this mold is complementary to the shape to be formed on the surface of the workpiece. By carrying out this step using this mold, a desired uneven shape is transferred to the surface of the workpiece.

【0015】被加工材は、特に材質を問わない。凹凸形
状の加工が困難な半導体材料以外の材料からなる被加工
材に有用である。被加工材としては、例えば、ソーダラ
イムガラス、鉛カリソーダガラス、アルミノケイ酸ガラ
ス、ホウケイ酸ガラス等からなるの各種ガラス基板を用
いることができる。被加工材と型との組み合わせは、そ
れぞれの熱膨張係数が近いことが好ましい。
The material to be processed is not particularly limited. It is useful for work materials made of materials other than semiconductor materials, which makes it difficult to process uneven shapes. As the material to be processed, various glass substrates made of, for example, soda lime glass, lead potassium soda glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, or the like can be used. It is preferable that the materials to be processed and the molds have similar thermal expansion coefficients.

【0016】被加工材の加熱は、被加工材が変形可能な
程度に行う。加熱の方法は、特に問わないが、被加工材
を直接熱源により加熱してもよく、型を加熱して、当接
する被加工材の表面を間接的に加熱してもよく、さらに
は、被加工材単独で、あるいは型とともに、一定温度の
雰囲気下に置くことによってもよい。
The workpiece is heated to such an extent that the workpiece can be deformed. The heating method is not particularly limited, but the workpiece may be directly heated by a heat source, the mold may be heated to indirectly heat the surface of the workpiece to be abutted, and Alternatively, the processed material may be placed alone or together with the mold in an atmosphere of a constant temperature.

【0017】被加工材と型の凹凸形状表面との重ね合わ
せは、必要に応じて加圧を伴って行う。また、対向する
被加工材と型との間に静電引力を発生させる場合には、
型側が正の電位になる方向に、直流電界を印加する。静
電引力を発生させて、被加工材を型に引きつけるのは、
ガラス基板とシリコン基板等の接合技術の一つである陽
極接合技術の応用である。したがって、陽極接合が可能
な組み合わせにおいて、ガラス基板に替えて用いること
のできる材料を被加工材として用いることができ、シリ
コン基板に替えて用いることのできる材料を型として用
いることができる。具体的には、被加工材として、パイ
レックス#7740、同#0120、同#1720、同
#7070(以上、ダウコーニング社製)のいずれかか
らなるガラス基板のうちから1種を選択し、型として、
シリコン、タンタル、チタン、ガリウムヒ素、ゲルマニ
ウムのいずれかからなる基板、あるいは、ニッケル、ク
ロム、アルミ、モリブデン、タングステン、窒化ケイ
素、二酸化ケイ素のいずれかからなる薄膜のうちから1
種を選択してなる被加工材と型との組み合わせが好まし
い。また、これらの組み合わせのうち、型の熱膨張係数
がガラス基板の熱膨張係数に近い組合わせが、より好ま
しい。
The work piece and the uneven surface of the mold are superposed on each other by applying pressure as required. Further, when generating an electrostatic attractive force between the workpiece and the mold which face each other,
A DC electric field is applied in the direction in which the mold side has a positive potential. Generating an electrostatic attractive force to attract the workpiece to the mold is
This is an application of anodic bonding technology, which is one of the bonding technologies for glass substrates and silicon substrates. Therefore, in a combination capable of anodic bonding, a material that can be used in place of the glass substrate can be used as a workpiece, and a material that can be used in place of the silicon substrate can be used as a mold. Specifically, as the material to be processed, one type is selected from the glass substrates made of any one of Pyrex # 7740, # 0120, # 1720, and # 7070 (manufactured by Dow Corning), As
1 from a substrate made of silicon, tantalum, titanium, gallium arsenide, or germanium, or a thin film made of nickel, chromium, aluminum, molybdenum, tungsten, silicon nitride, or silicon dioxide.
A combination of a material to be processed and a mold, which are selected as seeds, is preferable. Further, among these combinations, a combination in which the coefficient of thermal expansion of the mold is close to the coefficient of thermal expansion of the glass substrate is more preferable.

【0018】なお、被加工材と型との間に静電引力を発
生させて表面加工する場合、接合防止層を介在させない
部分では、型と被加工材とを接合することが可能であ
る。したがって、例えばシリコン半導体基板上の接合部
位を露出させた状態で、接合部位でない箇所には表面に
凹凸形状を有する薄膜と接合防止層を形成し、このシリ
コン半導体基板とガラス基板とを陽極接合の条件下で重
ね合わせると、ガラス基板は、接合部位においてシリコ
ン半導体基板と接合され、薄膜部位においては、表面が
凹凸形状に形成される。そして、型となった薄膜及び接
合防止層をエッチング等により選択的に除去すれば、シ
リコン半導体基板に対向するガラス基板の表面に凹凸形
状が施されてなる、シリコン半導体基板とガラス基板と
の構造体を得ることができる。
When surface processing is performed by generating electrostatic attraction between the work material and the die, it is possible to join the die and the work material in the portion where the joining prevention layer is not interposed. Therefore, for example, in a state in which the bonding site on the silicon semiconductor substrate is exposed, a thin film having an uneven shape on the surface and a bonding prevention layer are formed at a position other than the bonding site, and the silicon semiconductor substrate and the glass substrate are anodically bonded. When superposed under the conditions, the glass substrate is bonded to the silicon semiconductor substrate at the bonding site, and the surface is formed in an uneven shape at the thin film site. The structure of the silicon semiconductor substrate and the glass substrate, in which the surface of the glass substrate facing the silicon semiconductor substrate is provided with irregularities by selectively removing the thin film and the bonding prevention layer that have become molds by etching or the like. You can get the body.

【0019】本発明では、被加工材の加熱により、その
表面を変形可能とするが、重ね合わせに際して、型との
接合を防止する必要がある。接合防止層は、型の凹凸形
状形成面と被加工材の表面との間に介在され、型の凹凸
形状に倣うことができて被加工材と接合しないものを用
いる。例えば、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、プラチナ、
金、銀、クロム等を挙げることができる。接合防止層
は、型の表面に一体に形成することができる。例えば、
シリコンからなる基板表面に形成する二酸化ケイ素膜は
接合防止層として機能する。熱酸化やスパッタリング等
により型表面に形成できる接合防止層は、型の凹凸形状
に倣って形成できるので都合がよい。さらに、接合防止
層は、単独の薄膜として、型とは分離した状態で介在さ
せることもできる。
In the present invention, the surface of the material to be processed can be deformed by heating it, but it is necessary to prevent the material from being joined to the mold during superposition. The bonding prevention layer is interposed between the uneven surface of the mold and the surface of the material to be processed, and is capable of following the uneven shape of the mold and does not bond to the material to be processed. For example, silicon dioxide, silicon nitride, platinum,
Gold, silver, chrome, etc. can be mentioned. The bonding prevention layer can be integrally formed on the surface of the mold. For example,
The silicon dioxide film formed on the surface of the substrate made of silicon functions as a bonding prevention layer. The bonding prevention layer that can be formed on the mold surface by thermal oxidation, sputtering, or the like is convenient because it can be formed following the uneven shape of the mold. Further, the bonding prevention layer can be interposed as a single thin film in a state separated from the mold.

【0020】型の凹凸形状に倣って被加工材が変形した
後、型から被加工材を分離する。被加工材は、接合防止
層があるために、容易に型から分離される。分離された
被加工材の表面には、型に形成された凹凸形状にほぼ相
補する凹凸形状が形成される。さらに、半導体集積回路
製造プロセスで形成される型の表面が平坦なために、被
加工材の微細な荒れが低減される。したがって、表面加
工前後に、微細な面荒れを除去する必要がない。
After the work material is deformed following the uneven shape of the mold, the work material is separated from the mold. The work piece is easily separated from the mold due to the bonding prevention layer. An uneven shape is formed on the surface of the separated work material so as to be substantially complementary to the uneven shape formed on the mold. Furthermore, since the surface of the mold formed in the semiconductor integrated circuit manufacturing process is flat, minute roughness of the work material is reduced. Therefore, it is not necessary to remove fine surface roughness before and after surface processing.

【0021】このように、本発明によれば、被加工材と
型とを接合防止層を介在させることにより、接合を防止
しつつ、被加工材の表面変形を利用することにより、被
加工材の表面に、型の凹凸形状を転写することができ
る。この結果、被加工材の表面をエッチングやブラスト
等することなく、凹凸形状に加工することができる。し
かも、対向する型と被加工材との間に静電引力を発生さ
せる場合には、型に被加工材が積極的に接近するため、
容易に、忠実に凹凸形状が転写される。
As described above, according to the present invention, by interposing the joining prevention layer between the work piece and the die, the joining is prevented, and the surface deformation of the work piece is utilized to obtain the work piece. The uneven shape of the mold can be transferred to the surface of the. As a result, the surface of the material to be processed can be processed into an uneven shape without etching or blasting. Moreover, when an electrostatic attractive force is generated between the opposing mold and the work material, the work material approaches the mold positively,
The uneven shape is easily and faithfully transferred.

【0022】次いで、本発明を実施例を挙げて、図1及
び図2に基づいて具体的に説明する。 (実施例)本実施例は、例に容量式加速度センサに用い
られる被加工材であるガラス基板2の加工に関する。図
2には、ガラス基板2を加工するための工程が示されて
いる。本実施例のガラス基板2は、ホウケイ酸ガラス
(パイレックス#7740(ダウコーニング社製))か
らなり、その熱膨張係数は、32.5×10-7/℃(0
〜300℃)、及び37×10-7/℃(25〜535
℃)であった。
Next, the present invention will be specifically described based on FIGS. 1 and 2 by way of examples. (Embodiment) This embodiment relates to processing of a glass substrate 2 which is a work material used in a capacitive acceleration sensor. FIG. 2 shows steps for processing the glass substrate 2. The glass substrate 2 of the present embodiment is made of borosilicate glass (Pyrex # 7740 (manufactured by Dow Corning)) and has a thermal expansion coefficient of 32.5 × 10 −7 / ° C. (0
~ 300 ° C), and 37 × 10 -7 / ° C (25 to 535)
° C).

【0023】本実施例では、型としてシリコンウエーハ
4を用いる。まず、シリコンウェーハ4の表面にレジス
ト膜を形成した後、フォトリソブラフィーによりパター
ニングして、開口部を形成する。次いで、反応性イオン
エッチングにより、露出したシリコンウエーハ4の表面
をエッチングした後、レジスト膜を除去して、所定の形
状の凹部6を形成する。この凹部6の形状は、ガラス基
板2の表面に形成したい凸形状にほぼ対応している。
In this embodiment, a silicon wafer 4 is used as a mold. First, after forming a resist film on the surface of the silicon wafer 4, patterning is performed by photolithography to form openings. Then, the exposed surface of the silicon wafer 4 is etched by reactive ion etching, and then the resist film is removed to form a recess 6 having a predetermined shape. The shape of the concave portion 6 substantially corresponds to the convex shape to be formed on the surface of the glass substrate 2.

【0024】次に、このシリコンウエーハ4の表面に、
接合防止層として500nmのSiO2 膜8を熱酸化法
により形成する。なお、SiO2 膜8は、膜厚が約20
0nm以上であれば接合防止層として機能するが、膜厚
が薄い場合には、接合を防止せずに、ガラス基板と接合
されることもある。このようにSiO2 膜8を形成した
シリコンウエーハ2を、SiO2 膜8が上面側になるよ
うにして、熱源を有するプレート10上に載置し、この
上に、ガラス基板2の被加工面側を合わせて重ねる。こ
のプレート10上においては、ガラス基板2の上側表面
には電極12が配設されるとともに、プレート10を介
して、シリコンウエーハ4側が正の電位になる方向に直
流電界を印加可能となっている。
Next, on the surface of the silicon wafer 4,
A SiO 2 film 8 having a thickness of 500 nm is formed as a bonding prevention layer by a thermal oxidation method. The SiO 2 film 8 has a film thickness of about 20.
If it is 0 nm or more, it functions as a bonding prevention layer, but if it is thin, it may be bonded to the glass substrate without preventing bonding. The silicon wafer 2 having the SiO 2 film 8 thus formed is placed on the plate 10 having a heat source, with the SiO 2 film 8 on the upper surface side, and the processed surface of the glass substrate 2 is placed thereon. Put the sides together. On this plate 10, an electrode 12 is provided on the upper surface of the glass substrate 2, and a DC electric field can be applied through the plate 10 in a direction in which the silicon wafer 4 side has a positive potential. .

【0025】この状態で熱源のスイッチを入れてプレー
ト10を加熱することにより、シリコンウエーハ4が加
熱され、この結果、これに重なっているガラス基板2も
加熱される。そして、ガラス基板2を約450℃に加熱
されたところで、ガラス基板2とシリコンウエーハ4と
の間に、1kVの電圧を印加する。
In this state, the heat source is switched on and the plate 10 is heated, so that the silicon wafer 4 is heated, and as a result, the glass substrate 2 which is superposed thereon is also heated. Then, when the glass substrate 2 is heated to about 450 ° C., a voltage of 1 kV is applied between the glass substrate 2 and the silicon wafer 4.

【0026】電圧の印加により、シリコンウエーハ4と
ガラス基板2との間に、静電引力が発生する。同時に、
ガラス基板2の表面部分が、この静電引力により、Si
2膜8を介してシリコンウエーハ4表面に近接するよ
うに変形する(図1参照)。この結果、ガラス基板2
は、シリコンウエーハ4の凹凸形状に倣って変形され、
シリコンウエーハ4上に形成された凹凸形状がガラス基
板2の表面に転写される。変形を確認後、電極12を取
り外して、ガラス基板2を、シリコンウエーハ4から分
離する。シリコンウエーハ4には、SiO2 膜8が形成
されているので、変形したガラス基板2を容易に分離で
きる。
By applying a voltage, an electrostatic attractive force is generated between the silicon wafer 4 and the glass substrate 2. at the same time,
Due to this electrostatic attraction, the surface portion of the glass substrate 2 becomes Si.
It deforms so as to be close to the surface of the silicon wafer 4 via the O 2 film 8 (see FIG. 1). As a result, the glass substrate 2
Is deformed according to the uneven shape of the silicon wafer 4,
The uneven shape formed on the silicon wafer 4 is transferred to the surface of the glass substrate 2. After confirming the deformation, the electrode 12 is removed and the glass substrate 2 is separated from the silicon wafer 4. Since the SiO 2 film 8 is formed on the silicon wafer 4, the deformed glass substrate 2 can be easily separated.

【0027】分離されたガラス基板2には、シリコンウ
エーハ4上に形成した凹凸形状が転写されており、本実
施例においては、シリコンウエーハ4に形成した凹部6
に対応して、凸部14が形成された。また、ガラス基板
2の表面は、加工による面荒れもない。
The concavo-convex shape formed on the silicon wafer 4 is transferred to the separated glass substrate 2. In this embodiment, the concave portion 6 formed on the silicon wafer 4 is transferred.
Corresponding to, the convex portion 14 was formed. Further, the surface of the glass substrate 2 is not roughened due to processing.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明によれば、リソグラフィーにより
得た凹凸形状を有する型を用い、被加工材の表面にその
凹凸形状を転写することにより、被加工材の表面を凹凸
形状に加工できる。したがって、被加工材自体のエッチ
ング加工等の困難性にかかわらず、被加工材表面を所望
の形状に加工できる。
According to the present invention, the surface of the material to be processed can be processed into the uneven shape by using the mold having the uneven shape obtained by lithography and transferring the uneven shape to the surface of the material to be processed. Therefore, the surface of the material to be processed can be processed into a desired shape regardless of the difficulty of etching the material itself.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施により、ガラス基板表面に凸部を
形成した状態を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a state in which a convex portion is formed on the surface of a glass substrate according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明をガラス基板の表面加工に適用した場合
の工程を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a process when the present invention is applied to the surface processing of a glass substrate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 ガラス基板 4 シリコンウエーハ 6 シリコンウエーハ上の凹部 8 SiO2 膜 10 プレート 12 電極 14 ガラス基板上の凸部2 glass substrate 4 silicon wafer 6 concave part on silicon wafer 8 SiO 2 film 10 plate 12 electrode 14 convex part on glass substrate

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被加工材の表面を加工する方法であって、 型の表面をリソグラフィーを用いて凹凸形状に加工する
予備工程と、 被加工材と前記型との接合を防止する接合防止層を介在
させて、変形可能温度に加熱した被加工材と前記型の凹
凸形状形成側とを重ね合わせる本工程とを含むことを特
徴とする表面加工方法。
1. A method of processing a surface of a work material, comprising a preliminary step of working the surface of a mold into an uneven shape by using lithography, and a bonding prevention layer for preventing bonding between the work material and the mold. And a main step of superposing a work piece heated to a deformable temperature and a side of the mold on which the concavo-convex shape is formed with the intervening step.
【請求項2】請求項1記載の表面加工方法において、前
記型はシリコンを主体としてなることを特徴とする表面
加工方法。
2. The surface processing method according to claim 1, wherein the mold is mainly composed of silicon.
【請求項3】請求項1又は2に記載の表面加工方法にお
いて、前記被加工材は、ガラス基板であることを特徴と
する表面加工方法。
3. The surface processing method according to claim 1, wherein the material to be processed is a glass substrate.
【請求項4】請求項1、2又は3に記載の表面加工方法
において、 前記本工程では、さらに、対向する被加工材と前記型の
間に静電引力を発生させることを特徴とする表面加工方
法。
4. The surface processing method according to claim 1, 2 or 3, wherein in this step, an electrostatic attractive force is further generated between the workpiece and the die which face each other. Processing method.
【請求項5】請求項4に記載の表面加工方法において、 前記接合防止層は、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、プラチ
ナ、金、銀、クロムのうちのいずれかからなることを特
徴とする表面加工方法。
5. The surface processing method according to claim 4, wherein the bonding prevention layer is made of any one of silicon dioxide, silicon nitride, platinum, gold, silver and chromium. .
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002503556A (en) * 1998-02-17 2002-02-05 オーミク アクティエ ボラーグ Device manufacturing method
JP2004517737A (en) * 2000-10-04 2004-06-17 ケンブリッジ ユニバーシティ テクニカル サービシズ リミティド ユニバーシティー オブ ケンブリッジ デパートメント オブ フィジクス Solid embossing of polymer devices

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