JPH09213676A - Etching - Google Patents

Etching

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JPH09213676A
JPH09213676A JP4403596A JP4403596A JPH09213676A JP H09213676 A JPH09213676 A JP H09213676A JP 4403596 A JP4403596 A JP 4403596A JP 4403596 A JP4403596 A JP 4403596A JP H09213676 A JPH09213676 A JP H09213676A
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JP
Japan
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etching
jig
etched
sample
etching method
Prior art date
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Withdrawn
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JP4403596A
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Japanese (ja)
Inventor
Junichi Hoshi
淳一 星
Osamu Hamamoto
修 浜本
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate an etching residues and to perform evenly an etching by a method wherein a sample to be etched having a silicon film is electrically insulated from a jig for protecting the sample leaving a region to be etched. SOLUTION: An insulating material 21 is held between a liquid crystal cell 17 and a lower cap 12 and an electrical insulation between both of the cell 17 and the cap 12 is ensured. The size and shape of a jig 11 are also specially limited, but various noble metals, such as SUS, gold, silver, copper and platinum, their alloys, a resin fluorine, such as a Teflon, and the like are used as the material for the jig 11. As the material 21, any material, which exhibits insulating properties, can be arbitrariry used and the Teflon and a vinyl can be used in addition to a polyimide tape of a thickness of 34μm, for example. Thereby, an etching process can be made to progress evenly.

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】本発明は、シリコンの異方性
エッチングに関し、特に、該シリコンを含む被エッチン
グ試料とこれを保護する治具とに関する発明である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to anisotropic etching of silicon, and more particularly to a sample to be etched containing the silicon and a jig for protecting the sample.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、X線マスク、圧力センサ、各種マ
イクロマシン、液晶表示装置等の作製工程において、シ
リコンの異方性エッチングが行なわれてきた。該エッチ
ングは、通常被エッチング試料の特定領域のみに行なわ
れるものであるため、当該領域を残して各種エッチング
マスク及び治具により上記被エッチング試料をエッチン
グ溶液から保護する。
2. Description of the Related Art Conventionally, anisotropic etching of silicon has been performed in the manufacturing process of X-ray masks, pressure sensors, various micromachines, liquid crystal display devices and the like. Since the etching is usually performed only on a specific region of the sample to be etched, the sample to be etched is protected from the etching solution by various etching masks and jigs while leaving the region.

【0003】従来のエッチング方法を、液晶セルを被エ
ッチング試料とした場合を例に挙げて説明する。図4は
従来のエッチング工程を示す断面図である。図中、11
が上記した被エッチング試料を保護するための治具で下
蓋12と上蓋13からなる。14はOリング、15はシ
リコン系ゴム、16はテフロンシート、17が液晶セル
でガラス基板18と単結晶シリコン基板19とを貼り合
わせ、その間に液晶20を挟持している。22はエッチ
ングマスク、23はエッチング溶液、24はエッチング
槽である。
A conventional etching method will be described with reference to a case where a liquid crystal cell is used as a sample to be etched. FIG. 4 is a sectional view showing a conventional etching process. 11 in the figure
Is a jig for protecting the sample to be etched and includes a lower lid 12 and an upper lid 13. Reference numeral 14 is an O-ring, 15 is a silicone rubber, 16 is a Teflon sheet, 17 is a liquid crystal cell, and a glass substrate 18 and a single crystal silicon substrate 19 are bonded together, and a liquid crystal 20 is sandwiched therebetween. 22 is an etching mask, 23 is an etching solution, and 24 is an etching tank.

【0004】エッチング溶液23として、80℃程度に
加熱した20%程度のTMAH(テトラメチルアンモニ
ウムハイドロオキサイド)水溶液中に、液晶セル17を
治具11に固定して浸漬し、シリコン基板19の異方性
エッチングを行なって該基板を透明化する。エッチング
する領域の周囲には、例えば厚さ1μm程度の熱酸化膜
をエッチングマスク22として形成し、所定の領域以外
がエッチングされないようにする。
As the etching solution 23, the liquid crystal cell 17 is fixed to the jig 11 and dipped in an approximately 20% aqueous solution of TMAH (tetramethylammonium hydroxide) heated to approximately 80 ° C. Conductive etching is performed to make the substrate transparent. A thermal oxide film having a thickness of, for example, about 1 μm is formed as an etching mask 22 around the area to be etched so that the area other than a predetermined area is not etched.

【0005】液晶セル17は治具11の下蓋12中にテ
フロンシート16を介して格納され、上蓋13とはシリ
コン系ゴム15を介して接している。治具11の下蓋1
2と上蓋13とはOリング14を介して不図示のコマで
固定され、エッチング溶液23が治具内部に侵入しない
ように構成されている。従って、エッチング溶液23が
浸す部分は、上記シリコン系ゴム15によって囲まれた
上蓋13の開口部内側のみである。上蓋13はエッチン
グにより発生するガスをエッチング面から逃がす(抜
く)ため、開口部に傾斜が形成されている。通常約15
時間で厚さ625μmの単結晶シリコン基板19が該基
板内面側に形成された酸化膜等からなる薄膜を残してく
り抜かれ、透明化される。
The liquid crystal cell 17 is housed in the lower lid 12 of the jig 11 via a Teflon sheet 16 and is in contact with the upper lid 13 via a silicone rubber 15. Lower lid 1 of jig 11
The upper lid 13 and the upper lid 13 are fixed to each other via an O-ring 14 with a frame (not shown) so that the etching solution 23 does not enter the jig. Therefore, the part where the etching solution 23 is dipped is only inside the opening of the upper lid 13 surrounded by the silicone rubber 15. The upper lid 13 has a slope formed in its opening in order to allow gas generated by etching to escape (drain) from the etching surface. Usually about 15
In time, the single crystal silicon substrate 19 having a thickness of 625 μm is hollowed out and made transparent, leaving a thin film such as an oxide film formed on the inner surface of the substrate.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のエッチング方法においては、10%程度が全くエッ
チングが進行しない現象(以下”抜けず”と記す)が生
じ、工程上の問題点であった。
However, in the conventional etching method, about 10% of the phenomenon that the etching does not proceed at all (hereinafter referred to as "removal") is a problem in the process.

【0007】また、液晶セルが2cm角で厚さ2mm程
度と扁平であるため、治具の大きさは5cm角で厚さが
1cm程度となる。そのため、平置きするとエッチング
槽内に入る個数が少なく、大量にエッチングすべく複数
段重ねると、エッチング溶液の循環とガス抜けが悪くな
り、エッチングの進行が不均一となって、エッチング残
り或いは局所的なオーバーエッチングが生じ易い。ま
た、治具を縦置きにした場合には、上蓋の開口部からの
ガス抜けが悪くなり、特に上方のガスが付着する部分で
はエッチングの進行が遅くなり、エッチング残りを生じ
ていた。従って、エッチング槽内への設置の仕方にも何
らかの対策が必要であった。
Further, since the liquid crystal cell is flat with a 2 cm square and a thickness of about 2 mm, the jig has a size of 5 cm square and a thickness of about 1 cm. Therefore, when placed flat, the number of pieces that can enter the etching tank is small, and when multiple layers are stacked to etch a large amount, the circulation of the etching solution and the gas escape are deteriorated, the etching progresses unevenly, and the etching residue or local Over etching is likely to occur. Further, when the jig was placed vertically, the gas escaped from the opening of the upper lid was deteriorated, and the progress of etching was slowed particularly in the upper portion where the gas was attached, resulting in the etching residue. Therefore, some measure has to be taken for the installation method in the etching tank.

【0008】本発明は上記問題点を解決したエッチング
方法であり、具体的にはエッチングの”抜けず”を含め
てエッチング残りがなく、均一にエッチングし得る方法
である。
The present invention is an etching method which solves the above-mentioned problems, and more specifically, a method which allows uniform etching without any etching residue including "missing" of etching.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、アルカリ性の
エッチング溶液を用いてシリコンの異方性エッチングを
行なう方法であって、上記シリコンを有する被エッチン
グ試料と、エッチングする領域を残して該試料を保護す
る治具との間を、電気的に絶縁することを特徴とするエ
ッチング方法である。
The present invention is a method of anisotropically etching silicon using an alkaline etching solution, which comprises: a sample to be etched having the above silicon; and a sample to be etched leaving a region to be etched. It is an etching method characterized in that it is electrically insulated from a jig for protecting it.

【0010】本発明者等は、前記”抜けず”の原因が、
被エッチング試料である液晶セルと治具との電気的な接
続にあることを知見し、本発明を達成した。即ち、本発
明者等は、液晶セルと治具との間をカーボン入りの導電
ゴムでショートした場合と、ポリイミド製の絶縁テープ
を用いて絶縁した場合とでエッチングの状況を比較した
ところ、前者は52個中49個のセルに”抜けず”が発
生したのに対し、後者は26個中0個と全く発生しなか
ったのである。
The present inventors have found that
The present invention has been accomplished by discovering that the liquid crystal cell, which is the sample to be etched, is electrically connected to the jig. That is, the present inventors compared the etching situation between the case where the liquid crystal cell and the jig are short-circuited with a conductive rubber containing carbon, and the case where insulation is performed using a polyimide insulating tape. While "out of" occurred in 49 cells out of 52, the latter did not occur at all out of 26 cells.

【0011】また、本発明のエッチング方法において
は、エッチング液に治具を浸漬する際に、エッチング面
の水面に対する角度が60°までならば、治具を斜めに
配置してもエッチングが均一に進行することが確認され
た。
Further, in the etching method of the present invention, when the jig is immersed in the etching solution, if the angle of the etching surface with respect to the water surface is up to 60 °, the etching is uniform even if the jig is obliquely arranged. It was confirmed to proceed.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図1に本発明の一実施形態を示
す。図1は液晶セルを治具に固定した状態の断面図であ
り、先の図4と同じ部位には同じ符号を付して説明を省
略する。図1中、21は絶縁材料である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view of the liquid crystal cell fixed to a jig, and the same parts as those in FIG. In FIG. 1, 21 is an insulating material.

【0013】本発明において、液晶セル17と下蓋12
との間には絶縁材料21が挟まれており、両者の電気的
絶縁を確保している。また、治具11は予めオーブン等
で加熱し、洗浄によって付着した水分を除去しておく。
In the present invention, the liquid crystal cell 17 and the lower lid 12
An insulating material 21 is sandwiched between and to ensure electrical insulation between them. Further, the jig 11 is heated in advance in an oven or the like, and the attached water is removed by cleaning.

【0014】本発明において、被エッチング試料は液晶
セルに限らず、先に挙げたX線マスクや圧力センサ、各
種マイクロマシンの製造工程において本発明が好ましく
適用できる。また、治具11の大きさや形状も特に限定
されないが、材質としては、SUSや金、銀、銅、白金
等の各種貴金属及びその合金、テフロン等のフッ化樹脂
等が用いられる。中でも、金属、特にSUSが好ましく
用いられる。
In the present invention, the sample to be etched is not limited to the liquid crystal cell, but the present invention can be preferably applied to the manufacturing process of the above-mentioned X-ray mask, pressure sensor and various micromachines. Further, the size and shape of the jig 11 are not particularly limited, but as the material, various noble metals such as SUS, gold, silver, copper, platinum and their alloys, and fluororesins such as Teflon are used. Of these, metals, particularly SUS, are preferably used.

【0015】また本発明において、上記絶縁材料21と
しては、絶縁性を示す材料であれば任意に用いることが
でき、例えば厚さ30μmのポリイミドテープの他、テ
フロン、ビニールを用いることができる。或いは、図3
に示すように、下蓋12の内面に絶縁材料からなる被覆
層26を形成することによりテフロンシート16も兼ね
て形成することができる。該被覆材料としては、テフロ
ン等フッ素系樹脂、有機物、セラミック等が好ましく用
いられる他、治具の素材によっては該治具を直接フッ
化、酸化、窒化することも可能である。また、該被覆を
下蓋内面のみでなく、全面被覆としても良い。
In the present invention, any material can be used as the insulating material 21 as long as it has an insulating property. For example, Teflon or vinyl can be used in addition to a polyimide tape having a thickness of 30 μm. Alternatively, FIG.
As shown in, by forming the coating layer 26 made of an insulating material on the inner surface of the lower lid 12, the Teflon sheet 16 can also be formed. As the coating material, a fluorine-based resin such as Teflon, an organic substance, a ceramic or the like is preferably used, and depending on the material of the jig, the jig can be directly fluorinated, oxidized or nitrided. Further, the coating may be not only the inner surface of the lower lid but also the entire surface.

【0016】エッチング溶液としては、通常単結晶シリ
コンの異方性エッチングに用いられるアルカリ性の水溶
液で、TMAH水溶液の他、水酸化ナトリウム水溶液、
水酸化カリウム水溶液、エチレンジアミン・ピロカテコ
ール・水混合液(EPW)等が好適に用いられる。
The etching solution is an alkaline aqueous solution usually used for anisotropic etching of single crystal silicon, such as an aqueous solution of TMAH, an aqueous solution of sodium hydroxide,
Aqueous potassium hydroxide solution, ethylenediamine / pyrocatechol / water mixed solution (EPW) and the like are preferably used.

【0017】本発明において、被エッチング試料を格納
した治具11は、例えば図2に示す如く、エッチング溶
液23の水面25に対するエッチング面の角度θが60
°を有するように傾けてエッチング槽24内に配置す
る。隣接する治具との距離dは上から見て治具同士が重
ならない距離(縦5cm、横24cm、高さ1cmの5
連治具であれば3.5cm程度)に設定すれば良く、エ
ッチング溶液を撹拌する手段を設けた場合には、さらに
狭くすることも可能である。上記エッチング面と水面と
の角度θは、処理する個数が少ない場合には0°、即ち
平置きで行なえば良く、個数が多い場合には60°まで
傾けることにより、平置きの場合が5cm/個の場合で
も3.5cm/個と約1/1.4まで専有面積を縮めて
処理個数を増やすことができる。また、同じ個数を処理
する場合でも小さなエッチング槽を用いることができ
る。
In the present invention, the jig 11 storing the sample to be etched has an angle θ of 60 with respect to the water surface 25 of the etching solution 23 as shown in FIG.
It is tilted so as to have an angle of 0 ° and placed in the etching bath 24. The distance d between adjacent jigs is 5 mm (length 5 cm, width 24 cm, height 1 cm) so that the jigs do not overlap when viewed from above.
If it is a continuous jig, it may be set to about 3.5 cm), and if a means for stirring the etching solution is provided, it can be further narrowed. The angle θ between the etching surface and the water surface may be 0 ° when the number to be processed is small, that is, the plate may be placed flat, and when the number is large, the angle θ may be tilted up to 60 ° to give 5 cm / cm. Even in the case of individual pieces, the occupied area can be reduced to 3.5 cm / piece, which is about 1 / 1.4, and the number of processed pieces can be increased. In addition, a small etching bath can be used even when the same number is processed.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれ
ば、エッチングが全く進行しない”抜けず”が発生せ
ず、均一にエッチング工程が進行する。よって、従来に
較べてエッチング工程における歩留が向上し、また、同
時に多数の試料をエッチングすることが可能であるた
め、エッチングに要するコストが低減し、信頼性の高い
製品を安価に提供することができる。
As described above in detail, according to the present invention, the etching process does not occur at all and the etching process proceeds uniformly. Therefore, the yield in the etching process is improved as compared with the conventional method, and since many samples can be etched at the same time, the cost required for etching is reduced and a highly reliable product can be provided at low cost. You can

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

【図1】本発明の一実施形態を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明に斯かる治具の配置例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an arrangement example of jigs according to the present invention.

【図3】本発明の異なる実施形態を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a different embodiment of the present invention.

【図4】従来のエッチング方法を説明するための断面図
である。
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a conventional etching method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 治具 12 下蓋 13 上蓋 14 Oリング 15 シリコン系ゴム 16 テフロンシート 17 液晶セル 18 ガラス基板 19 シリコン基板 20 液晶 21 絶縁材料 22 エッチングマスク 23 エッチング溶液 24 エッチング槽 25 水面 26 被覆層 11 jig 12 lower lid 13 upper lid 14 O-ring 15 silicon rubber 16 Teflon sheet 17 liquid crystal cell 18 glass substrate 19 silicon substrate 20 liquid crystal 21 insulating material 22 etching mask 23 etching solution 24 etching bath 25 water surface 26 coating layer

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アルカリ性のエッチング溶液を用いてシ
リコンの異方性エッチングを行なう方法であって、上記
シリコンを有する被エッチング試料と、エッチングする
領域を残して該試料を保護する治具との間を、電気的に
絶縁することを特徴とするエッチング方法。
1. A method for anisotropically etching silicon using an alkaline etching solution, which comprises: a sample to be etched having the silicon; and a jig for protecting the sample while leaving a region to be etched. Is electrically insulated.
【請求項2】 上記エッチング溶液がテトラメチルアン
モニウムヒドロオキサイド水溶液である請求項1記載の
エッチング方法。
2. The etching method according to claim 1, wherein the etching solution is a tetramethylammonium hydroxide aqueous solution.
【請求項3】 上記シリコンが単結晶シリコンである請
求項1または2記載のエッチング方法。
3. The etching method according to claim 1, wherein the silicon is single crystal silicon.
【請求項4】 上記被エッチング試料が液晶セルである
請求項1〜3いずれかに記載のエッチング方法。
4. The etching method according to claim 1, wherein the sample to be etched is a liquid crystal cell.
【請求項5】 上記治具が導電性材料からなる請求項1
〜4いずれかに記載のエッチング方法。
5. The jig is made of a conductive material.
The etching method according to any one of to 4.
【請求項6】 上記治具が金属製である請求項5記載の
エッチング方法。
6. The etching method according to claim 5, wherein the jig is made of metal.
【請求項7】 上記治具がSUS製である請求項6記載
のエッチング方法。
7. The etching method according to claim 6, wherein the jig is made of SUS.
【請求項8】 上記電気的に絶縁する手段が、上記被エ
ッチング試料と上記治具との間に絶縁材料を挟持するこ
とである請求項1〜7いずれかに記載のエッチング方
法。
8. The etching method according to claim 1, wherein the means for electrically insulating is to sandwich an insulating material between the sample to be etched and the jig.
【請求項9】 上記電気的に絶縁する手段が、上記被エ
ッチング試料と接触する上記治具の内面を絶縁処理する
ことである請求項1〜7いずれかに記載のエッチング方
法。
9. The etching method according to claim 1, wherein the electrically insulating means is an insulating treatment on an inner surface of the jig in contact with the sample to be etched.
【請求項10】 上記絶縁処理が、テフロンコートであ
る請求項9記載のエッチング方法。
10. The etching method according to claim 9, wherein the insulating treatment is Teflon coating.
【請求項11】 上記治具に被エッチング試料を固定し
て上記エッチング溶液に浸漬するに際し、エッチング面
が該エッチング溶液表面に対し0〜60°の角度をもっ
て設置される請求項1〜10いずれかに記載のエッチン
グ方法。
11. The method according to claim 1, wherein when the sample to be etched is fixed to the jig and immersed in the etching solution, the etching surface is set at an angle of 0 to 60 ° with respect to the surface of the etching solution. The etching method according to.
JP4403596A 1996-02-07 1996-02-07 Etching Withdrawn JPH09213676A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210107656A (en) 2018-12-18 2021-09-01 가부시키가이샤 도쿠야마 silicon etchant

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20210107656A (en) 2018-12-18 2021-09-01 가부시키가이샤 도쿠야마 silicon etchant

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