JPH1150271A - シリコン材料のエッチング方法 - Google Patents

シリコン材料のエッチング方法

Info

Publication number
JPH1150271A
JPH1150271A JP21595297A JP21595297A JPH1150271A JP H1150271 A JPH1150271 A JP H1150271A JP 21595297 A JP21595297 A JP 21595297A JP 21595297 A JP21595297 A JP 21595297A JP H1150271 A JPH1150271 A JP H1150271A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
etching
soln
solution
hydroxide
added
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
Application number
JP21595297A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3570865B2 (ja
Inventor
Hiroshi Tanaka
浩 田中
Kichiji Abe
吉次 阿部
Kazuyuki Inoue
和之 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Denso Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp, Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Denso Corp
Priority to JP21595297A priority Critical patent/JP3570865B2/ja
Publication of JPH1150271A publication Critical patent/JPH1150271A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3570865B2 publication Critical patent/JP3570865B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Weting (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エッチング面荒れが防止でき,エッチングの
加工品質が途中で変動しないシリコン材料のエッチング
方法を提供すること。 【解決手段】 Cuを含有するアルカリ溶液よりなるエ
ッチング液を用いてシリコン材料をエッチングするに当
たり,上記アルカリ溶液にはMgを添加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は,半導体圧力センサのダイヤフラ
ム,半導体加速度センサのカンチレバー等,シリコン材
料を三次元加工した構造物の加工表面を平滑とする,又
はシリコン材料を高精度に加工する場合に利用されるシ
リコン材料のエッチング方法に関する。
【0002】
【従来技術】従来,シリコン単結晶,多結晶シリコン等
のシリコン材料は,その電気的特性からLSIなどに代
表される半導体集積回路に欠くことができない材料とし
て重視されている。
【0003】更に,近年はシリコン材料の機械的特性が
注目され,理想的な弾性材料として種々のデバイスに応
用されている。尚,この応用例としては,バルブ,ノズ
ル,プリンタ用ヘッド,流量,圧力及び加速度等の各種
半導体センサ(例えば半導体圧力センサのダイヤフラ
ム,半導体加速度センサのカンチレバー)が挙げられ
る。
【0004】上記シリコン材料の加工方法としては,一
般にエッチング方法が多用されていた。上記エッチング
方法はドライエッチングとウェットエッチングとに大別
される。ここに上記ウェットエッチングとは,エッチン
グ液を充填したエッチング槽にシリコン材料を投入し,
エッチング液との化学反応を利用してシリコン材料の不
要部分を溶解させて行う加工方法である。
【0005】
【解決しようとする課題】しかしながら,上記エッチン
グ方法には,以下に示す問題点がある。即ち,上記エッ
チング方法においてエッチング液中にCuが100pp
b以上混入した場合,後述の図3に示すごとく,エッチ
ング面が荒れる(エッチング面の表面粗度が高くなる)
ことを発明者らは明らかにした。また,上記Cuの混入
はエッチング液の純度不足,エッチング装置材料からの
溶け込みにより発生し,完全に防止することが非常に困
難である。
【0006】以上により,従来のエッチング方法におい
ては,エッチング中,定期的にエッチング液を交換する
必要があった。しかしながら,エッチング液の新品交換
はエッチング温度,エッチング液の濃度変動を伴うた
め,シリコン材料の加工品質に変動が生じるおそれがあ
った。
【0007】更に,上記エッチング液はCuの含有が問
題となっており,他の面ではエッチング液として充分な
品質を保持していることから,このようなエッチング液
を再生させる方法についての要求が高かった。
【0008】本発明は,かかる問題点に鑑み,エッチン
グ面荒れが防止でき,エッチングの加工品質を維持可
能,更にCuを含有したエッチング液を継続して利用可
能な,シリコン材料のエッチング方法を提供しようとす
るものである。
【0009】
【課題の解決手段】請求項1の発明は,Cuを含有する
アルカリ溶液よりなるエッチング液を用いてシリコン材
料をエッチングするに当たり,上記アルカリ溶液にはM
gを添加することを特徴とするシリコン材料のエッチン
グ方法にある。
【0010】上記Mgの添加は,例えば分析用の金属
(Mg)標準液又はMg塩を溶解した水溶液を所定量を
添加することにより行うことが好ましい。又,上記エッ
チング液としては後述するKOH水溶液の他に,TMA
H(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)水
溶液,EDP(エチレンジアンミンピロカテコール)水
溶液等を使用することができる。
【0011】又,本発明のエッチング方法は,単結晶シ
リコンあるいは多結晶シリコン等の加工に適用すること
ができる。例えば,シリコンウェハのシリコン(10
0),シリコン(110)面等の加工に適用することが
できる。又,上記シリコン材料としてはシリコン単体よ
りなる材料ばかりでなく,例えば他の物質を含んだ材
料,又は他の物質よりなる構造を設けた材料にも適用す
ることができる。
【0012】又,本発明のエッチング方法により,シリ
コン材料よりなる各種半導体集積回路,バルブ,ノズ
ル,プリンタ用ヘッド,流量,圧力及び加速度等の各種
半導体センサ(例えば半導体圧力センサのダイヤフラ
ム,半導体加速度センサのカンチレバー),各種マイク
ロマシン等を作製することができる。
【0013】本発明の作用につき,以下に説明する。本
発明にかかるエッチング方法においては,Cuが含有さ
れたエッチング液に対してMgを添加する。
【0014】エッチング液中のCuはシリコン材料の表
面に析出し,エッチングマスクとしての役割を果たすこ
とを発明者らは明らかにした。即ち,シリコン材料の表
面でCuが析出していない部分はエッチングされるが,
Cuが析出した部分はエッチングされ難い。よって,エ
ッチング面に凹凸が形成され,表面粗度が高まり,エッ
チング面が荒れてしまう。
【0015】ところで,上記エッチング液はアルカリ溶
液であることから,添加されたMgは水酸化物を形成す
る。また,Mgの水酸化物は水に溶け難い。そして,水
酸化物は生成する際にCuを取り込むことができる。更
に,水酸化物は生成後にCuのシリコン材料表面への拡
散を抑制できる。このため,Cuのシリコン材料表面へ
の析出が防止され,エッチング面の荒れを防止すること
ができる。
【0016】また,本発明によればMgの添加によりエ
ッチング液中からCuの影響を排除できるため,継続し
てエッチングを行うことができる。従って,エッチング
の加工品質を維持することができる。また,同一のエッ
チング液をより長期間使用できるため,エッチング液に
かかるコストを低減することができる。
【0017】以上のように,本発明によれば,エッチン
グ面荒れが防止でき,エッチングの加工品質を維持可
能,更にCuを含有したエッチング液を継続して利用可
能な,シリコン材料のエッチング方法を提供することが
できる。
【0018】又,上記アルカリ溶液中のCu含有量より
もMg添加量が大であることが好ましい。これにより,
Cuの影響を排除できるため,継続してエッチングを行
うことができる。なお,上記アルカリ溶液はKOH水溶
液であることが好ましい。これにより,単結晶シリコン
材料において,異方性エッチング加工(面方位によって
エッチング速度が異なる加工)を実施できる。また,ア
ルカリ溶液の中でもKOH水溶液のエッチング速度は早
い。この点において優れている。
【0019】又,上記Mg添加量は上記アルカリ溶液に
対して10〜1000ppmであることが好ましい。こ
れにより,シリコン材料におけるCuの面荒れ作用を防
止して平滑な面を得ることができる。上記Mg添加量が
10ppm未満の場合には,本発明にかかる効果が得ら
れないおそれがある。一方,1000ppmを越えた場
合には(即ち0.1%を越えた場合には),アルカリ水
溶液の濃度に対して無視できない量のMgが添加された
こととなり,大きなエッチング速度の低下や添加する水
溶液量が多くなり,エッチング液自体の濃度(アルカリ
濃度)が変化してしまう。
【0020】
【発明の実施の形態】
実施形態例 本発明の実施形態例にかかるエッチング方法につき,図
1〜図3を用いて説明する。尚,本例はシリコンウェハ
のシリコン(110)面のエッチング加工を行うもので
ある。本例のエッチング方法は,Cuを含有するアルカ
リ溶液よりなるエッチング液を用いてシリコン材料をエ
ッチングする。そして,上記アルカリ溶液にはMgを添
加する。上記エッチング液は32wt%KOH水溶液よ
りなる。
【0021】以下に本例にかかるエッチング方法及びそ
の性能につき詳細に説明する。まず,32wt%KOH
水溶液を準備し,該水溶液に原子吸光分析用の金属標準
液を用いて,Cuを170ppb添加した。この水溶液
をいくつか準備し,それぞれの水溶液に原子吸光分析用
の金属標準液を用いて,Mgを所定量添加した。以上に
かかる水溶液を用いて温度100℃,時間20分という
条件でシリコン材料をエッチングした。
【0022】エッチングを終えたシリコン材料のそれぞ
れについて,針触式の表面粗さ計や共焦点型レーザー顕
微鏡による形態観察等にてエッチング面の表面粗さ(十
点平均粗さ)を測定した。
【0023】以上の試験結果について,横軸にMgの添
加量を,縦軸にエッチング面の表面粗さを採った線図に
プロットし,図1とした。同図によれば,Mgの添加量
が少ない(1ppb)場合には2μm以上あった表面粗
さが,Mgの添加量が5000ppbを越えた付近から
急激に減少することが分かった。そして,Mgの添加量
が10000ppbを越えることにより,Cuが極微量
含まれたエッチング液(図3参照,100ppb以下)
にてエッチングした場合と同程度の滑らかなエッチング
面(表面粗さ;1μm未満)を達成できたことが分かっ
た。
【0024】また,上記と同様の試験をCuが350p
pb含有されたエッチング液について行い,この結果に
ついて図2に記載した。同図によれば,上記と同様に,
Mgの添加量が5000ppbを越えた付近から表面粗
さが急激に減少し,添加量が10000ppbを越える
ことにより,Cuが極微量含まれたエッチング液(図3
参照,100ppb以下)にてエッチングした場合と同
程度の滑らかなエッチング面(表面粗さ;1μm未満)
を達成できたことが分かった。
【0025】また,比較例として,上記と同様の32w
t%KOH水溶液に所定量のCuを添加して得られたエ
ッチング液を準備し,上記と同様にしてシリコン材料の
エッチングを行い,上記と同様にエッチング面の表面粗
さを測定した。そして,横軸にCuの含有量を,縦軸に
表面粗さを採った線図を作製した。これが図3である。
同図によれば,Cuの含有率が0.1ppm,即ち10
0ppbを越えた付近より急激に表面粗さが増大してい
ることが分かった。
【0026】次に,本例における作用効果につき説明す
る。本例において,上記エッチング液はアルカリ溶液で
あることから,添加されたMgは水酸化物を形成する。
また,Mgの水酸化物は水に溶け難い。そして,水酸化
物は生成する際にCuを取り込むことができる。更に,
水酸化物は生成後にCuのシリコン材料表面への拡散を
抑制できる。このため,Cuのシリコン材料表面への析
出が防止され,エッチング面の荒れを防止することがで
きる。
【0027】また,Mgの添加によりCuの影響を排除
できるため,継続してエッチングを行うことができる。
従って,エッチングの加工品質を維持することができ
る。また,同一のエッチング液をより長期間使用できる
ため,エッチング液にかかるコストを低減することがで
きる。
【0028】以上のように,本例によれば,エッチング
面荒れが防止でき,エッチングの加工品質を維持可能,
更にCuを含有したエッチング液を継続して利用可能
な,シリコン材料のエッチング方法を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態例における,エッチング液におけるC
uの含有量が170ppbである場合のMgの添加量と
シリコン材料の表面粗さとの関係を示す線図。
【図2】実施形態例における,エッチング液におけるC
uの含有量が350ppbである場合のMgの添加量と
シリコン材料の表面粗さとの関係を示す線図。
【図3】実施形態例における,エッチング液におけるC
uの含有量とシリコン材料の表面粗さとの関係を示す線
図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 吉次 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 井上 和之 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Cuを含有するアルカリ溶液よりなるエ
    ッチング液を用いてシリコン材料をエッチングするに当
    たり,上記アルカリ溶液にはMgを添加することを特徴
    とするシリコン材料のエッチング方法。
JP21595297A 1997-07-25 1997-07-25 シリコン材料のエッチング方法 Expired - Fee Related JP3570865B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21595297A JP3570865B2 (ja) 1997-07-25 1997-07-25 シリコン材料のエッチング方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21595297A JP3570865B2 (ja) 1997-07-25 1997-07-25 シリコン材料のエッチング方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1150271A true JPH1150271A (ja) 1999-02-23
JP3570865B2 JP3570865B2 (ja) 2004-09-29

Family

ID=16680976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21595297A Expired - Fee Related JP3570865B2 (ja) 1997-07-25 1997-07-25 シリコン材料のエッチング方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3570865B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006147945A (ja) * 2004-11-22 2006-06-08 Seiko Epson Corp エッチング液及びその製造方法、並びに液体噴射ヘッドの製造方法
JP2006156459A (ja) * 2004-11-25 2006-06-15 Seiko Epson Corp エッチング液及びその製造方法、並びに液体噴射ヘッドの製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006147945A (ja) * 2004-11-22 2006-06-08 Seiko Epson Corp エッチング液及びその製造方法、並びに液体噴射ヘッドの製造方法
JP4552615B2 (ja) * 2004-11-22 2010-09-29 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッドの製造方法
JP2006156459A (ja) * 2004-11-25 2006-06-15 Seiko Epson Corp エッチング液及びその製造方法、並びに液体噴射ヘッドの製造方法
JP4635580B2 (ja) * 2004-11-25 2011-02-23 セイコーエプソン株式会社 エッチング液及びその製造方法、並びに液体噴射ヘッドの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP3570865B2 (ja) 2004-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101217431B1 (ko) 실리콘 이방성 에칭액 조성물
JP4684869B2 (ja) シリコンエッチング液
TWI538990B (zh) 具有改良之功率頻譜密度(psd)表現之矽拋光組合物
JP5109261B2 (ja) シリコン微細加工に用いるシリコン異方性エッチング剤組成物
Tabata pH-controlled TMAH etchants for silicon micromachining
Pal et al. Study of rounded concave and sharp edge convex corners undercutting in CMOS compatible anisotropic etchants
JP2006351813A (ja) シリコン微細加工に用いる異方性エッチング剤組成物及びエッチング方法
KR20120092583A (ko) 실리콘 에칭액 및 에칭 방법
CN104677715B (zh) 一种用于原位记录观察镁合金微观组织腐蚀行为的方法
Brockmeier et al. Surface tension and its role for vertical wet etching of silicon
JPH1150271A (ja) シリコン材料のエッチング方法
JP5017709B2 (ja) シリコンウェーハのエッチング方法および半導体シリコンウェーハの製造方法
US9938155B2 (en) Method for producing purified alkali silicate aqueous solution and silica sol
CN104975293B (zh) 硅衬底及其制备方法
KR101992224B1 (ko) 실리콘 에칭액 및 에칭방법 그리고 미소전기기계소자
Van der Heijden et al. Size distribution of embryos produced by crystal-rod contacts
JPH11233482A (ja) シリコンウェハのエッチング方法
JP4975430B2 (ja) 異方性エッチング液およびそれを用いたエッチング方法
JP2007088402A (ja) エッチング液及びエッチング方法
CN102103058B (zh) 可实现敏感生化膜应力释放的柱状电极阵列结构及其制备方法
JP2006351811A (ja) シリコン微細加工に用いる異方性エッチング剤組成物及びエッチング方法。
Radenović et al. Pyramids on {1 0 0} NaCl after formamide etching
JPH04338643A (ja) シリコンウェハーの加工方法
US20240140786A1 (en) Inattentive HF Concentration Vapors Phase Release of Micro-electro-mechanical Systems and Optical Systems
JPS63114128A (ja) 表面処理液

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Effective date: 20040122

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040608

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040615

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Effective date: 20040622

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070702

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 6

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100702

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110702

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees