JP3134822B2 - 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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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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
を形成する工程、 (2)そのシリコン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等方的に基
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)シリコン薄膜を除去する工程。
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
薄膜を用いる。すなわち、シリコン薄膜は酸化ケイ素を
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−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1000〜50
00Å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。
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。
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。
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。
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。
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10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。
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。
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。
図を示す。溝形成予定領域上で開口幅aだけ開口された
シリコン薄膜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、シリコン薄膜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とシリコン薄膜10は密着されてい
る。
されているのでエッチングマスクであるシリコン薄膜1
0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。
板に対し十分な密着性をもつシリコン薄膜をエッチング
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。
を表す断面図である。
である。
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
を形成する工程、 (2)前記シリコン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等方的
に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)前記シリコン薄膜を除去する工程。
Priority Applications (1)
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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)
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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 |
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JPH1167716A JPH1167716A (ja) | 1999-03-09 |
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-
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- 1997-08-25 JP JP09244615A patent/JP3134822B2/ja not_active Expired - Fee Related
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