JPH1167716A - 酸化ケイ素を主成分とする基板のエッチング方法 - Google Patents
酸化ケイ素を主成分とする基板のエッチング方法Info
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- JPH1167716A JPH1167716A JP24461597A JP24461597A JPH1167716A JP H1167716 A JPH1167716 A JP H1167716A JP 24461597 A JP24461597 A JP 24461597A JP 24461597 A JP24461597 A JP 24461597A JP H1167716 A JPH1167716 A JP H1167716A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 酸化ケイ素を主成分とする基板にμｍオーダ
ー精度の３次元構造体をコストを抑えて加工する。 【構成】 開口幅ａだけ開口されたシリコン膜１０及び
フォトレジスト１２をエッチングマスクとして合成石英
基板２上に形成し、フッ化水素を含む水溶液によって基
板２をエッチングする。合成石英基板２とシリコン膜１
０の密着性がよく、合成石英基板２には、シリコン膜１
０及びフォトレジスト１２の開口部から侵入したフッ化
水素を含む水溶液によって、深さｄ、幅ａ＋２ｄをもつ
溝８が形成される。
ー精度の３次元構造体をコストを抑えて加工する。 【構成】 開口幅ａだけ開口されたシリコン膜１０及び
フォトレジスト１２をエッチングマスクとして合成石英
基板２上に形成し、フッ化水素を含む水溶液によって基
板２をエッチングする。合成石英基板２とシリコン膜１
０の密着性がよく、合成石英基板２には、シリコン膜１
０及びフォトレジスト１２の開口部から侵入したフッ化
水素を含む水溶液によって、深さｄ、幅ａ＋２ｄをもつ
溝８が形成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、微細加工技術によ
り３次元構造体を作成する方法に関し、特に酸化ケイ素
を主成分とする基板に３次元構造体を作成する方法に関
するものである。
り３次元構造体を作成する方法に関し、特に酸化ケイ素
を主成分とする基板に３次元構造体を作成する方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、酸化ケイ素を主成分とする基板を
エッチング材料とし、微細加工技術であるウエットエッ
チングにより、フッ化水素酸を含む水溶液を用いて３次
元構造体を形成する場合は、一般にそのエッチングマス
クとしてＡｕ／Ｃｒ膜が使用されている。ここでＡｕ膜
はフッ化水素酸に対する耐性を有する金属であり、Ｃｒ
膜は酸化ケイ素を主成分とする基板に対するＡｕ膜の密
着性を補う目的で使用されている。その代表的な膜厚は
Ａｕ膜が１０００〜３０００Å程度、Ｃｒ膜が２００〜
５００Åである。その成膜手段は真空蒸着やスパッタ成
膜などが用いられる。しかし、微細加工技術を用いて加
工する３次元構造体では、一般にμｍオーダーの加工精
度が要求されるため、制御性のよい異方性エッチングな
どにおいて加工しやすいシリコン基板が主に用いられ、
これまでは酸化ケイ素を主成分とする基板は加工精度が
要求される３次元構造体の作成にはあまり用いられてい
ない。
エッチング材料とし、微細加工技術であるウエットエッ
チングにより、フッ化水素酸を含む水溶液を用いて３次
元構造体を形成する場合は、一般にそのエッチングマス
クとしてＡｕ／Ｃｒ膜が使用されている。ここでＡｕ膜
はフッ化水素酸に対する耐性を有する金属であり、Ｃｒ
膜は酸化ケイ素を主成分とする基板に対するＡｕ膜の密
着性を補う目的で使用されている。その代表的な膜厚は
Ａｕ膜が１０００〜３０００Å程度、Ｃｒ膜が２００〜
５００Åである。その成膜手段は真空蒸着やスパッタ成
膜などが用いられる。しかし、微細加工技術を用いて加
工する３次元構造体では、一般にμｍオーダーの加工精
度が要求されるため、制御性のよい異方性エッチングな
どにおいて加工しやすいシリコン基板が主に用いられ、
これまでは酸化ケイ素を主成分とする基板は加工精度が
要求される３次元構造体の作成にはあまり用いられてい
ない。
【０００３】図１は、Ａｕ／Ｃｒ膜をエッチングマスク
として用いて合成石英基板に溝を形成するウエットエッ
チングの一例の１工程を表す断面図である。所定の部分
を開口幅ａだけ開口されたＣｒ膜４及びＡｕ膜６がエッ
チングマスクとして合成石英基板２上に成膜されてい
る。Ｃｒ膜４及びＡｕ膜６の開口部にフッ化水素酸を含
む水溶液を侵入させて合成石英基板２をエッチングする
ことによって溝５が形成される。エッチングマスクであ
るＣｒ膜４及びＡｕ膜６の開口部の開口幅ａに対して、
エッチングされた溝５の幅は、予定されていた幅ａ＋２
ｄよりも広い幅ａ＋２ｄ＋２αに形成されている。
として用いて合成石英基板に溝を形成するウエットエッ
チングの一例の１工程を表す断面図である。所定の部分
を開口幅ａだけ開口されたＣｒ膜４及びＡｕ膜６がエッ
チングマスクとして合成石英基板２上に成膜されてい
る。Ｃｒ膜４及びＡｕ膜６の開口部にフッ化水素酸を含
む水溶液を侵入させて合成石英基板２をエッチングする
ことによって溝５が形成される。エッチングマスクであ
るＣｒ膜４及びＡｕ膜６の開口部の開口幅ａに対して、
エッチングされた溝５の幅は、予定されていた幅ａ＋２
ｄよりも広い幅ａ＋２ｄ＋２αに形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】Ａｕ／Ｃｒ膜をエッチ
ングマスクとして使用して酸化ケイ素を主成分とする基
板、例えば合成石英基板を例えば２０μｍの深さにまで
フッ化水素酸を含む水溶液でエッチング加工する場合に
は、エッチングマスクの開口幅に対して、エッチングさ
れた凹部の幅は予定されていた幅よりも広く形成されて
しまうという問題があった。この凹部幅の予定外の広が
りの原因としては、Ａｕ／Ｃｒ膜と合成石英基板の密着
性の不足から、フッ化水素酸を含む溶液がＣｒ膜と合成
石英基板の界面に侵入し、その侵入したフッ化水素酸を
含む溶液が予定されていた幅より外に位置するＣｒ膜と
合成石英基板の界面の合成石英基板をエッチングするこ
とが考えられる。その凹部の予定外の広がり幅は再現性
に乏しく、エッチング加工精度を経験的に上げるには限
界がある。
ングマスクとして使用して酸化ケイ素を主成分とする基
板、例えば合成石英基板を例えば２０μｍの深さにまで
フッ化水素酸を含む水溶液でエッチング加工する場合に
は、エッチングマスクの開口幅に対して、エッチングさ
れた凹部の幅は予定されていた幅よりも広く形成されて
しまうという問題があった。この凹部幅の予定外の広が
りの原因としては、Ａｕ／Ｃｒ膜と合成石英基板の密着
性の不足から、フッ化水素酸を含む溶液がＣｒ膜と合成
石英基板の界面に侵入し、その侵入したフッ化水素酸を
含む溶液が予定されていた幅より外に位置するＣｒ膜と
合成石英基板の界面の合成石英基板をエッチングするこ
とが考えられる。その凹部の予定外の広がり幅は再現性
に乏しく、エッチング加工精度を経験的に上げるには限
界がある。
【０００５】そこで本発明は、酸化ケイ素を主成分とす
る基板にμｍオーダー精度の３次元構造体をコストを抑
えて加工することを目的とするものである。
る基板にμｍオーダー精度の３次元構造体をコストを抑
えて加工することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による酸化ケイ素
を主成分とする基板のエッチング方法は、以下の（１）
から（４）の工程を含むものである。 （１）酸化ケイ素を主成分とする基板上にシリコン薄膜
又はシリコン窒化薄膜を形成する工程、（２）そのシリ
コン薄膜又はシリコン窒化薄膜をフォトリソグラフィー
技術及びエッチング技術を用いてパターニングする工
程、（３）パターニングされたシリコン薄膜又はシリコ
ン窒化薄膜をエッチングマスクとしてフッ化水素酸を含
む水溶液により基板のエッチングを行ない、３次元構造
体を形成する工程、（４）フォトレジスト及びシリコン
薄膜又はシリコン窒化薄膜を除去する工程。
を主成分とする基板のエッチング方法は、以下の（１）
から（４）の工程を含むものである。 （１）酸化ケイ素を主成分とする基板上にシリコン薄膜
又はシリコン窒化薄膜を形成する工程、（２）そのシリ
コン薄膜又はシリコン窒化薄膜をフォトリソグラフィー
技術及びエッチング技術を用いてパターニングする工
程、（３）パターニングされたシリコン薄膜又はシリコ
ン窒化薄膜をエッチングマスクとしてフッ化水素酸を含
む水溶液により基板のエッチングを行ない、３次元構造
体を形成する工程、（４）フォトレジスト及びシリコン
薄膜又はシリコン窒化薄膜を除去する工程。
【０００７】酸化ケイ素を主成分とする基板上のエッチ
ングしない部分を覆うエッチングマスクとしてシリコン
薄膜又はシリコン窒化膜を用いる。すなわち、シリコン
薄膜又はシリコン窒化膜は酸化ケイ素を主成分とする基
板に対し十分な密着性を有し、さらにフッ化水素酸を含
む水溶液に対しても十分な耐性を有する素材なので、エ
ッチングマスクに使用して酸化ケイ素を主成分とする基
板、例えば合成石英板を例えば２０μｍの深さにまでフ
ッ化水素酸を含む水溶液を用いてエッチング加工して
も、シリコン薄膜又はシリコン窒化膜と酸化ケイ素を主
成分とする基板は密着されているので、シリコン薄膜又
はシリコン窒化膜−酸化ケイ素を主成分とする基板界面
へのフッ化水素酸を含む水溶液の侵入を防止でき、エッ
チングされた凹部の幅はほぼ予定されていた値が得られ
る。シリコン薄膜又はシリコン窒化膜の成膜手段はスパ
ッタ成膜、ＬＰ−ＣＶＤ、プラズマＣＶＤなどを用いる
ことが可能であり、その膜厚は１０００〜５０００Å程
度で十分である。この場合、Ａｕ／Ｃｒ膜を成膜する場
合と比較して成膜回数が少なくなるので、作業が簡略化
できコスト的にも優位となる。
ングしない部分を覆うエッチングマスクとしてシリコン
薄膜又はシリコン窒化膜を用いる。すなわち、シリコン
薄膜又はシリコン窒化膜は酸化ケイ素を主成分とする基
板に対し十分な密着性を有し、さらにフッ化水素酸を含
む水溶液に対しても十分な耐性を有する素材なので、エ
ッチングマスクに使用して酸化ケイ素を主成分とする基
板、例えば合成石英板を例えば２０μｍの深さにまでフ
ッ化水素酸を含む水溶液を用いてエッチング加工して
も、シリコン薄膜又はシリコン窒化膜と酸化ケイ素を主
成分とする基板は密着されているので、シリコン薄膜又
はシリコン窒化膜−酸化ケイ素を主成分とする基板界面
へのフッ化水素酸を含む水溶液の侵入を防止でき、エッ
チングされた凹部の幅はほぼ予定されていた値が得られ
る。シリコン薄膜又はシリコン窒化膜の成膜手段はスパ
ッタ成膜、ＬＰ−ＣＶＤ、プラズマＣＶＤなどを用いる
ことが可能であり、その膜厚は１０００〜５０００Å程
度で十分である。この場合、Ａｕ／Ｃｒ膜を成膜する場
合と比較して成膜回数が少なくなるので、作業が簡略化
できコスト的にも優位となる。
【０００８】
【実施例】図２は、本発明によるエッチング方法の一実
施例を表すプロセス図である。図１と同じ部材には同じ
符号を付す。エッチングマスクとしてシリコン薄膜を用
いて合成石英基板に溝を形成する。以下、図２を参照し
てそのエッチング工程を説明する。
施例を表すプロセス図である。図１と同じ部材には同じ
符号を付す。エッチングマスクとしてシリコン薄膜を用
いて合成石英基板に溝を形成する。以下、図２を参照し
てそのエッチング工程を説明する。
【０００９】（１）合成石英基板２を洗浄後、スパッタ
装置を用いて、プロセス圧：５ｍＴｏｒｒ，Ａｒ流量：
５ｓｃｃｍ，電源出力：１００Ｗの条件で合成石英基板
２上に３０００Åの厚みのシリコン薄膜１０を形成す
る。
装置を用いて、プロセス圧：５ｍＴｏｒｒ，Ａｒ流量：
５ｓｃｃｍ，電源出力：１００Ｗの条件で合成石英基板
２上に３０００Åの厚みのシリコン薄膜１０を形成す
る。
【００１０】（２）３０００ｒｐｍ，４０ｓｅｃの条件
でスピンコートによってフォトレジスト１２（ Hoexst
社製のＡＺ４６２０）をシリコン薄膜２上に塗布し、９
５℃，５分の条件でプリベークする。
でスピンコートによってフォトレジスト１２（ Hoexst
社製のＡＺ４６２０）をシリコン薄膜２上に塗布し、９
５℃，５分の条件でプリベークする。
【００１１】（３）フォトレジスト１２をアライナなど
の露光装置によりパターン露光し、現像液（ＡＺ４００
Ｋ）を用いて、３０℃、９０秒の条件で現像して溝形成
予定領域１４上のフォトレジスト１２を除去し、その
後、パターニングされたフォトレジスト１２を、１１５
℃，１５分の条件でポストベークする。
の露光装置によりパターン露光し、現像液（ＡＺ４００
Ｋ）を用いて、３０℃、９０秒の条件で現像して溝形成
予定領域１４上のフォトレジスト１２を除去し、その
後、パターニングされたフォトレジスト１２を、１１５
℃，１５分の条件でポストベークする。
【００１２】（４）パターニングされたフォトレジスト
１２をエッチングマスクとして、プロセス圧：２０ｍＴ
ｏｒｒ，ＳＦ6流量：２０ｓｃｃｍ，Ｏ2流量：５ｓｃｃ
ｍの条件でＲＩＥ装置を用いて溝形成予定領域１４上の
シリコン薄膜２を除去してパターニングする。ここでは
ドライエッチングを用いたが、ＫＯＨなどによりエッチ
ングするウエットエッチング又はドライエッチングとウ
エットエッチングの組み合わせを用いてもよい。
１２をエッチングマスクとして、プロセス圧：２０ｍＴ
ｏｒｒ，ＳＦ6流量：２０ｓｃｃｍ，Ｏ2流量：５ｓｃｃ
ｍの条件でＲＩＥ装置を用いて溝形成予定領域１４上の
シリコン薄膜２を除去してパターニングする。ここでは
ドライエッチングを用いたが、ＫＯＨなどによりエッチ
ングするウエットエッチング又はドライエッチングとウ
エットエッチングの組み合わせを用いてもよい。
【００１３】（５）パターニングされたシリコン薄膜１
０及びフォトレジスト１２をエッチングマスクとしてフ
ッ化水素を含む水溶液により合成石英基板２のエッチン
グを行ない、溝８を形成する。
０及びフォトレジスト１２をエッチングマスクとしてフ
ッ化水素を含む水溶液により合成石英基板２のエッチン
グを行ない、溝８を形成する。
【００１４】（６）最後に、アセトンや専用のリムーバ
によりフォトレジスト１２を除去した後、ＲＩＥ装置に
よって工程（４）と同じ条件でシリコン薄膜１０を除去
する。
によりフォトレジスト１２を除去した後、ＲＩＥ装置に
よって工程（４）と同じ条件でシリコン薄膜１０を除去
する。
【００１５】図３に図２（５）の溝部分を含む拡大断面
図を示す。溝形成予定領域上で開口幅ａだけ開口された
シリコン膜１０及びフォトレジスト１２がエッチングマ
スクとして合成石英基板２上に成膜されている。合成石
英基板２には、シリコン膜１０及びフォトレジスト１２
の開口部から侵入したフッ化水素を含む水溶液によっ
て、深さｄ、幅ａ＋２ｄをもつ溝８が形成されている。
合成石英基板２とシリコン膜１０は密着されている。
図を示す。溝形成予定領域上で開口幅ａだけ開口された
シリコン膜１０及びフォトレジスト１２がエッチングマ
スクとして合成石英基板２上に成膜されている。合成石
英基板２には、シリコン膜１０及びフォトレジスト１２
の開口部から侵入したフッ化水素を含む水溶液によっ
て、深さｄ、幅ａ＋２ｄをもつ溝８が形成されている。
合成石英基板２とシリコン膜１０は密着されている。
【００１６】合成石英基板２とシリコン膜１０は密着さ
れているのでエッチングマスクであるシリコン膜１０及
びフォトレジスト１２の幅ａの開口部から等方的にエッ
チングされ、エッチングにより形成された溝８の幅は、
予定されていた幅ａ＋２ｄに形成されている。実施例で
エッチングマスクとして用いたシリコン膜の代わりにシ
リコン窒化膜を用いてもよい。
れているのでエッチングマスクであるシリコン膜１０及
びフォトレジスト１２の幅ａの開口部から等方的にエッ
チングされ、エッチングにより形成された溝８の幅は、
予定されていた幅ａ＋２ｄに形成されている。実施例で
エッチングマスクとして用いたシリコン膜の代わりにシ
リコン窒化膜を用いてもよい。
【００１７】
【発明の効果】本発明は、酸化ケイ素を主成分とする基
板に対し十分な密着性をもつシリコン薄膜又はシリコン
窒化膜をエッチングマスクとして用いることにより、エ
ッチング時に酸化ケイ素を主成分とする基板−エッチン
グマスク界面へのフッ化水素酸を含む水溶液の侵入を防
止することができるので、酸化ケイ素を主成分とする基
板を各種３次元構造を形成するのに十分な深さにまでエ
ッチングしても、エッチングされた凹部の幅は予定され
ていたものが得られる。また、酸化ケイ素を主成分とす
る基板の従来のエッチング方法と比較して、成膜回数が
少なくなるので、作業が簡略化できコスト的にも優位と
なる。このように本発明によると、酸化ケイ素を主成分
とする基板に、微細加工技術を用いた加工に一般に要求
されるμｍオーダー精度の３次元構造体をコストを抑え
て加工することができる。
板に対し十分な密着性をもつシリコン薄膜又はシリコン
窒化膜をエッチングマスクとして用いることにより、エ
ッチング時に酸化ケイ素を主成分とする基板−エッチン
グマスク界面へのフッ化水素酸を含む水溶液の侵入を防
止することができるので、酸化ケイ素を主成分とする基
板を各種３次元構造を形成するのに十分な深さにまでエ
ッチングしても、エッチングされた凹部の幅は予定され
ていたものが得られる。また、酸化ケイ素を主成分とす
る基板の従来のエッチング方法と比較して、成膜回数が
少なくなるので、作業が簡略化できコスト的にも優位と
なる。このように本発明によると、酸化ケイ素を主成分
とする基板に、微細加工技術を用いた加工に一般に要求
されるμｍオーダー精度の３次元構造体をコストを抑え
て加工することができる。
【図１】従来のエッチング方法により形成した溝の形状
を表す断面図である。
を表す断面図である。
【図２】一実施例のプロセスを表す工程断面図である。
【図３】同実施例により形成した溝の形状を表す断面図
である。
である。
２ 合成石英基板 ８ 溝 １０ シリコン膜 １２ レジスト
Claims (1)
- 【請求項１】 以下の（１）から（４）の工程を含むこ
とを特徴とする酸化ケイ素を主成分とする基板のエッチ
ング方法。 （１）酸化ケイ素を主成分とする基板上にシリコン薄膜
又はシリコン窒化薄膜を形成する工程、（２）前記シリ
コン薄膜又はシリコン窒化薄膜をフォトリソグラフィー
技術及びエッチング技術を用いてパターニングする工
程、（３）パターニングされた前記シリコン薄膜又は前
記シリコン窒化薄膜をエッチングマスクとしてフッ化水
素酸を含む水溶液により前記基板のエッチングを行な
い、３次元構造体を形成する工程、（４）前記フォトレ
ジスト及び前記シリコン薄膜又は前記シリコン窒化薄膜
を除去する工程。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09244615A JP3134822B2 (ja) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | 酸化ケイ素を主成分とする基板のエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09244615A JP3134822B2 (ja) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | 酸化ケイ素を主成分とする基板のエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1167716A true JPH1167716A (ja) | 1999-03-09 |
| JP3134822B2 JP3134822B2 (ja) | 2001-02-13 |
Family
ID=17121380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09244615A Expired - Fee Related JP3134822B2 (ja) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | 酸化ケイ素を主成分とする基板のエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3134822B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006290701A (ja) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Techno Quartz Kk | 基板のエッチング方法 |
| CN101863624A (zh) * | 2009-04-16 | 2010-10-20 | 信越化学工业株式会社 | 合成石英玻璃衬底的微处理 |
| WO2011010739A1 (ja) * | 2009-07-23 | 2011-01-27 | 国立大学法人名古屋大学 | 微細構造体の製造方法 |
| JP2014005172A (ja) * | 2012-06-25 | 2014-01-16 | Ulvac Seimaku Kk | 貫通孔形成方法及び貫通孔付きガラス基板 |
-
1997
- 1997-08-25 JP JP09244615A patent/JP3134822B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006290701A (ja) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Techno Quartz Kk | 基板のエッチング方法 |
| JP4729763B2 (ja) * | 2005-04-14 | 2011-07-20 | テクノクオーツ株式会社 | 基板のエッチング方法 |
| CN101863624A (zh) * | 2009-04-16 | 2010-10-20 | 信越化学工业株式会社 | 合成石英玻璃衬底的微处理 |
| WO2011010739A1 (ja) * | 2009-07-23 | 2011-01-27 | 国立大学法人名古屋大学 | 微細構造体の製造方法 |
| JPWO2011010739A1 (ja) * | 2009-07-23 | 2013-01-07 | 佐藤 一雄 | 微細構造体の製造方法 |
| JP2014005172A (ja) * | 2012-06-25 | 2014-01-16 | Ulvac Seimaku Kk | 貫通孔形成方法及び貫通孔付きガラス基板 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3134822B2 (ja) | 2001-02-13 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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