JPH097997A - アンダーエッチング補正方法及びアンダーエッチング補正マスク - Google Patents

アンダーエッチング補正方法及びアンダーエッチング補正マスク

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JPH097997A
JPH097997A JP14992895A JP14992895A JPH097997A JP H097997 A JPH097997 A JP H097997A JP 14992895 A JP14992895 A JP 14992895A JP 14992895 A JP14992895 A JP 14992895A JP H097997 A JPH097997 A JP H097997A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 アンダーエッチングの補正を行いながら、最
小の溝幅を実現する。 【構成】 ホトエッチングにより、シリコンウェハの
{100}面に各辺が{110}面と平行な方形枠状の
溝を形成し、その溝で囲まれた方形台状部を作成する場
合に、エッチングマスク21の方形パターン22の各頂
点にその頂点を中心とし、一辺の長さHが上記溝の深さ
tの2倍とされ、各辺が{100}面と平行とされた正
方形パターン31を付加し、このエッチングマスク21
によってシリコンウェハを選択エッチングする。深さt
の溝をエッチングするために最低限必要な溝幅と、方形
台状部頂点のアンダーエッチング補正用の正方形パター
ン31の配置に必要な溝幅はほぼ等しく、アンダーエッ
チング補正のために溝幅を広げる必要はない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はシリコンウェハの異方
性エッチングに関し、特に異方性エッチングによってシ
リコンウェハ上に方形台形状を作成する際のアンダーエ
ッチング(アンダーカット)を補正する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】はじめに、シリコンウェハの{100}
面を使用した異方性エッチングについて説明する。例え
ば、{100}面上にエッチングマスクとして長方形の
穴を各辺が{110}面と平行になるように作成する
と、そのマスクを用いてエッチングされた形状は、図3
に示したように穴の各面が{111}面で囲まれた形状
になる。これは{111}面のエッチングレートが他の
結晶面のエッチングレートに比較して遅いことによる。
この時、マスクの穴の幅(エッチングされた穴の幅)を
xとすると、エッチング深さ(穴の深さ)tが下式で示
す値になった時、エッチングは自動的に停止する。
【0003】t=(x/2)tan 54.74° エッチング深さtがこの値よりも小さい時は、図4に示
すような断面形状を有する溝が形成されることになる。
一方、{100}面上にエッチングマスク21として図
5Aに示すように、方形パターン22を囲む方形枠状の
穴23を各辺が{110}面と平行になるように作成す
るとする。この時、シリコンウェハ24のエッチング後
の形状としては図5B,Cのようになることを期待して
いるが、実際には方形枠状の溝25で囲まれた方形台状
部26の各頂点部分において、図6Aに示すように稜線
27がエッチングの進行に伴いエッチングマスク21の
方形パターン22の内部に進行し、即ちアンダーエッチ
ングが発生する。
【0004】このアンダーエッチングの発生は図6Aに
示したように直線が組合わさった形状がエッチングマス
ク21のある面上に出現することより、特定の結晶面の
エッチングレートが他の結晶面のエッチングレートに比
較して遅いことに起因していると考えられている。この
アンダーエッチングを補正すべく、即ち方形台状部26
の体積減少を防止すべく、従来においては方形枠状の溝
25に囲まれた方形台状部26を作成する際には、方形
台状部26と対応するエッチングマスク21の方形パタ
ーン22の各頂点に、図6Bに示すような補正パターン
28を配置していた。
【0005】補正パターン28は方形パターン22の頂
点を中心とし、各辺が{110}面と平行とされた正方
形状とされ、その対角線長さの1/2が、この補正パタ
ーン28がない状態で所定の深さまでエッチングした時
に発生する方形台状部26の頂点の後退量、即ちアンダ
ーエッチング量y(図6B参照)と等しくされる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述のような補正パタ
ーン28を用いる場合、例えば図7に示したように、補
正パターン28が、作成しようとする溝25を塞ぐ大き
さになると、エッチングマスク21の方形枠状の穴23
は長方形の穴に分断され、長方形の穴によりエッチング
することになるので、図3で説明したようなエッチング
形状となって、ある深さに達するとエッチングは停止
し、よって図5B,Cに示したような方形台形状を作成
することができなくなる。従って、溝25の幅は補正パ
ターン28によって塞がれない大きさとする必要があ
る。
【0007】ここで、図5B,Cに示したような方形枠
状の溝25に囲まれた方形台状部26を、アンダーエッ
チングの補正を行いながら作成する場合に必要な溝25
の幅を考える。溝25の所要深さ(エッチング深さ)を
tとすると、この時最低限必要なエッチングマスク21
の穴23の幅x1 は、 x1 =2t/tan 54.74° ≒1.41t となる。一方、マスク21内部に進行する面のエッチン
グレートは、{100}面のエッチングレートに比較し
て2.3倍程度大きく、つまりアンダーエッチング量yは
エッチング深さの2.3倍程度となるため、y=2.3tと
すると、補正に必要な溝25の幅x2 は、 x2 =y/√2 ≒1.66t となる。従って、x2 >x1 となり、溝幅をアンダーエ
ッチング補正のために、本来のエッチング形状を作成す
るために必要な大きさより大きくしなければならず、こ
のことは例えば溝25を介して方形台状部26を有する
枠体を作成する上で、その外形を小さくしようとする時
の妨げになっていた。
【0008】また、方形台状部26の大きさを小さくす
る時、エッチングマスク21の方形パターン22の幅a
が、(√2)yより小さくなると、図8に示したように
補正パターン28同士が重なってしまい、この場合エッ
チングするとマスク下部に破線で示したような形状の残
渣29ができてしまうため、所望のエッチング形状が得
られず、よって方形パターン22の幅aは、 a≧(√2)y 即ち、a≧√2×2.3t にする必要があった。
【0009】この発明の目的はアンダーエッチングの補
正を行いながら、方形枠状の溝に囲まれた方形台状部を
作成する場合に、従来より溝幅を狭くすることができ、
かつ方形台状部の大きさを小さくすることができるアン
ダーエッチングの補正方法及びそれに使用する補正マス
クを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、ホト
エッチングにより、シリコンウェハの{100}面に各
辺がそのシリコンウェハの{110}面と平行な方形枠
状の溝を形成し、その溝で囲まれた方形台状部を作成す
る方法におけるアンダーエッチングの補正方法であっ
て、シリコンウェハに方形台状部と対応する方形パター
ンを有し、かつその方形パターンの各頂点にその頂点を
中心とし、一辺の長さが上記溝の深さの2倍とされ、各
辺がシリコンウェハの{100}面と平行とされた正方
形パターンが付加されたエッチングマスクが形成され、
そのエッチングマスクによってシリコンウェハが選択エ
ッチングされる。
【0011】請求項2の発明は、シリコンウェハの{1
00}面に各辺がそのシリコンウェハの{110}面と
平行な方形枠状の溝を形成し、その溝で囲まれた方形台
状部を作成するホトエッチングに用いる露光用のマスク
であって、方形台状部に対応する方形パターンの各頂点
に、その頂点を中心とし、一辺の長さが上記溝の深さの
2倍とされ、各辺がシリコンウェハの{100}面と平
行とされた正方形状のパターンが付加される。
【0012】
【実施例】この発明の実施例を図1を参照して説明す
る。なお、図5と対応する部分には同一符号を付してあ
る。この例ではアンダーエッチングを補正するために、
エッチングマスク21の方形パターン22の各頂点に、
補正パターンとして図1に示すように正方形パターン3
1が付加される。正方形パターン31は方形パターン2
2の頂点を中心とし、各辺がシリコンウェハ24の{1
00}面と平行とされており、その一辺の長さHは以下
のように設定される。
【0013】正方形パターン31は{100}面で囲ま
れた形状をもつので、{100}面と同一のエッチング
レートで、この正方形パターン31内部にアンダーエッ
チングが進行していく。従って、溝25のエッチング深
さをtとすると、 H=2t とすることにより、アンダーエッチングが補正された所
望の方形台状部26を作成することができる。
【0014】一方、この正方形パターン31による補正
に必要な溝25の幅x3 は、 x3 =H/√2 ≒1.41t となり、即ち深さtの溝25をエッチングするために最
低限必要な溝幅x1 ≒1.41tとほぼ等しい値となる。
従って、この例によればアンダーエッチングの補正を行
いながら、最小の溝幅を実現できる。
【0015】また、方形パターン22の幅aの最小値
は、この正方形パターン31同士が重ならなければよい
ので、 a=(√2)H =√2×2t となり、即ち従来の補正パターン28における幅aの最
小値(√2×2.3t)より小さくすることができ、言い
換えれば補正用のパターンがない時のアンダーエッチン
グ量をyとする時、幅aを(√2)yより小さくするこ
とができる。
【0016】エッチングマスクはホトリソグラフィー技
術を用いて形成されるものであり、ウェハ上に例えばス
ピンコーティング等によって一様に塗布したホトレジス
トに露光用のマスクを通して光を選択的に照射すること
により、所要のパターンを有するエッチングマスクが形
成される。従って、上述したようなエッチングマスク2
1を形成するためには、その正方形パターン31が付加
された方形パターン22と同様のパターンを有する露光
用マスクが用いられる。
【0017】図2はこの発明の好適な用途として、シリ
コンウェハより形成される加速度センサチップを示した
ものである。図中、41は枠体、42は質量体、43は
質量体42を枠体41に支持するヒンジを示す。この発
明によれば、このような加速度センサチップを作成する
場合に、アンダーエッチングによる質量体42の体積減
少を防止でき、かつ全体として小さくすることができ、
よって小型高性能な加速度センサを得ることができる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
ホトエッチングにより、シリコンウェハの{100}面
に各辺がそのシリコンウェハの{110}面と平行な方
形枠状の溝を形成して、その溝で囲まれた方形台状部を
作成する場合に、方形台状部のアンダーエッチングを補
正することができ、かつ溝幅を所要のエッチング深さを
得るために最低限必要な幅とすることができ、つまりア
ンダーエッチングの補正を行いながら、最小の溝幅を実
現することができる。
【0019】また、方形台状部の幅を従来の補正パター
ンを用いる方法に比し、小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を説明するための図。
【図2】Aはこの発明の実施に好適な加速度センサチッ
プを示す平面図、Bはその断面図。
【図3】Aは長方形の穴(幅小)のマスクによるエッチ
ング形状を示す平面図、Bはその断面図。
【図4】Aは長方形の穴(幅大)のマスクによるエッチ
ング形状を示す平面図、Bはその断面図。
【図5】Aはマスクパターンを示す平面図、Bは作成し
たいエッチング形状を示す平面図、CはBの断面図。
【図6】Aは方形台状部の頂点部分におけるアンダーエ
ッチングを説明するための図、Bは従来の補正パターン
を説明するための図。
【図7】補正パターンが方形枠状の穴を塞いだ状態を示
す図。
【図8】方形台状部の幅が狭く、補正パターン同士が重
なった状態及びその時のエッチング形状を説明するため
の図。
【符号の説明】
21 エッチングマスク 22 方形パターン 24 シリコンウェハ 25 溝 26 方形台状部 31 正方形パターン

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ホトエッチングにより、シリコンウェハ
    の{100}面に各辺がそのシリコンウェハの{11
    0}面と平行な方形枠状の溝を形成し、その溝で囲まれ
    た方形台状部を作成する方法におけるアンダーエッチン
    グの補正方法であって、 上記シリコンウェハに、上記方形台状部と対応する方形
    パターンを有し、かつその方形パターンの各頂点にその
    頂点を中心とし、一辺の長さが上記溝の深さの2倍とさ
    れ、各辺が上記シリコンウェハの{100}面と平行と
    された正方形パターンが付加されたエッチングマスクを
    形成し、 そのエッチングマスクによって上記シリコンウェハを選
    択エッチングすることを特徴とするアンダーエッチング
    の補正方法。
  2. 【請求項2】 シリコンウェハの{100}面に各辺が
    そのシリコンウェハの{110}面と平行な方形枠状の
    溝を形成し、その溝で囲まれた方形台状部を作成するホ
    トエッチングに用いる露光用のマスクであって、 上記方形台状部に対応する方形パターンの各頂点に、そ
    の頂点を中心とし、一辺の長さが上記溝の深さの2倍と
    され、各辺が上記シリコンウェハの{100}面と平行
    とされた正方形状のパターンが付加されていることを特
    徴とするアンダーエッチング補正マスク。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007201064A (ja) * 2006-01-25 2007-08-09 Dainippon Printing Co Ltd 荷電粒子線露光用マスクおよび製造方法
JP2013122487A (ja) * 2011-12-09 2013-06-20 Konica Minolta Medical & Graphic Inc 金属格子の製造方法、金属格子およびx線撮像装置

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