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JP3435643B2 - Apparatus and method for manufacturing silicon-based structure - Google Patents

Apparatus and method for manufacturing silicon-based structure

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JP3435643B2
JP3435643B2 JP2002062558A JP2002062558A JP3435643B2 JP 3435643 B2 JP3435643 B2 JP 3435643B2 JP 2002062558 A JP2002062558 A JP 2002062558A JP 2002062558 A JP2002062558 A JP 2002062558A JP 3435643 B2 JP3435643 B2 JP 3435643B2
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JP
Japan
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gas
silicon
etching
reaction chamber
etching reaction
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敬一 島岡
二郎 坂田
隆教 水野
勝治 奥田
正行 松井
泰彦 鈴木
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Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
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Publication date
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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、シリコン系材料
の加工技術と、シリコン系構造体の製造技術に関する。
本明細書でいうシリコン系材料とは、単結晶シリコン、
多結晶シリコン、酸化シリコン、窒化シリコン等をい
う。シリコン系構造体とは、製造中あるいは製造後にお
いて、シリコン系材料が含まれている構造体をいう。シ
リコン系構造体には、シリコン系材料以外の材料が含ま
れていてもよい。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a processing technology for silicon-based materials and a manufacturing technology for silicon-based structures.
As used herein, the silicon-based material means single crystal silicon,
It refers to polycrystalline silicon, silicon oxide, silicon nitride, or the like. A silicon-based structure refers to a structure containing a silicon-based material during or after manufacturing. The silicon-based structure may contain a material other than the silicon-based material.

【0002】[0002]

【従来の技術】 半導体製造技術の進展によって様々な
シリコン系材料の加工技術が開発されている。このシリ
コン系材料の加工技術を用いることで、MOS(Metal
Oxide Semiconductor)等の半導体素子のみならず、セ
ンサやアクチュエータ等の機能を有する様々なシリコン
系構造体の製造も可能となっている。今日では数μm以
下のシリコン系材料の微細加工が可能となっており、こ
の微細加工技術(マイクロマシニング技術)によって、
μmオーダの微小構造体の製造も可能となっている。
2. Description of the Related Art With the progress of semiconductor manufacturing technology, various silicon-based material processing technologies have been developed. By using this silicon material processing technology, MOS (Metal)
It is possible to manufacture not only semiconductor elements such as Oxide Semiconductor) but also various silicon-based structures having functions such as sensors and actuators. Today, it is possible to micromachine silicon-based materials with a size of several μm or less. With this micromachining technology (micromachining technology),
It is also possible to manufacture microstructures on the order of μm.

【0003】(第1背景技術) 例えば図22に示す中空空間320を有するシリコン系
構造体を、シリコン系材料の加工技術を用いて製造する
方法を、図20〜図22を参照して説明する。このシリ
コン系構造体は、中空空間320の上方に伸びるビーム
(梁)やマス(質量体)Aを有する。まず図20に示す
ように、シリコン基板302上の所定領域に酸化シリコ
ン層308を形成する。次に酸化シリコン層308を覆
うようにシリコン層312を形成する。以上の工程を経
ることで得られた図20に示す試料を、ドライエッチン
グ装置のエッチング反応室に収容する。この装置では、
シリコンをエッチングするガスをエッチング反応室に供
給して、図21に示すようにシリコン層312を局所的
にドライエッチングする。これにより、酸化シリコン層
308に達するエッチング孔318が形成される。この
結果、酸化シリコン層308の一部が露出する。エッチ
ング孔318が形成された図21に示す試料を、今度は
ウェットエッチング装置のエッチング容器に収容してエ
ッチング液に浸漬する。このエッチング液は、例えばフ
ッ化水素酸を希釈した溶液(希HF)である。フッ化水
素溶液は、酸化シリコンをエッチングしてシリコンをほ
とんどエッチングしない。この結果、図22に示すよう
に、酸化シリコン層308がウェットエッチングされて
除去される。酸化シリコン層308は、最終的には除去
することで中空空間320を作り出すための層である。
この層は一般に「犠牲層」と称される。この結果、中空
空間320を有する中空のシリコン構造体が製造され
る。
(First Background Art) A method for manufacturing, for example, a silicon-based structure having a hollow space 320 shown in FIG. 22 by using a silicon-based material processing technique will be described with reference to FIGS. 20 to 22. .. This silicon-based structure has a beam (beam) or mass (mass) A extending above the hollow space 320. First, as shown in FIG. 20, a silicon oxide layer 308 is formed in a predetermined region on the silicon substrate 302. Next, a silicon layer 312 is formed so as to cover the silicon oxide layer 308. The sample shown in FIG. 20 obtained through the above steps is housed in the etching reaction chamber of the dry etching apparatus. With this device,
A gas for etching silicon is supplied to the etching reaction chamber to locally dry-etch the silicon layer 312 as shown in FIG. As a result, an etching hole 318 reaching the silicon oxide layer 308 is formed. As a result, part of the silicon oxide layer 308 is exposed. The sample shown in FIG. 21 in which the etching hole 318 is formed is housed in the etching container of the wet etching apparatus this time and immersed in the etching solution. This etching solution is, for example, a solution (dilute HF) diluted with hydrofluoric acid. The hydrogen fluoride solution etches silicon oxide and barely etches silicon. As a result, as shown in FIG. 22, the silicon oxide layer 308 is removed by wet etching. The silicon oxide layer 308 is a layer for creating the hollow space 320 by finally removing it.
This layer is commonly referred to as the "sacrificial layer". As a result, a hollow silicon structure having the hollow space 320 is manufactured.

【0004】この構造体は、例えば加速度センサとして
用いられる。加速度センサとして用いられる場合には、
シリコン層312の一部Aが、加速度が作用すると変位
するビームあるいはマスとして用いられる。例えばシリ
コン基板302の基板面に垂直な方向の加速度が作用す
るとマスAが基板面垂直方向に変位する。マスAの変位
を図示しない電極対間の静電容量の変化として検出する
ことで、作用した加速度を検出できる。あるいはシリコ
ン基板302の基板面に垂直な方向の加速度が作用する
とビームAがたわむ。ビームAのたわみを図示しないピ
エゾ抵抗の抵抗変化として検出することで、作用した加
速度を検出できる。なお、シリコン基板302の基板面
に平行な方向の加速度を検出することも可能である。
This structure is used, for example, as an acceleration sensor. When used as an acceleration sensor,
A portion A of the silicon layer 312 is used as a beam or mass that is displaced when acceleration acts. For example, when acceleration in the direction perpendicular to the substrate surface of the silicon substrate 302 acts, the mass A is displaced in the direction perpendicular to the substrate surface. The applied acceleration can be detected by detecting the displacement of the mass A as a change in the capacitance between the electrode pair (not shown). Alternatively, the beam A bends when acceleration in a direction perpendicular to the substrate surface of the silicon substrate 302 acts. The acting acceleration can be detected by detecting the deflection of the beam A as a resistance change of the piezoresistor not shown. It is also possible to detect the acceleration in the direction parallel to the substrate surface of the silicon substrate 302.

【0005】(第2背景技術) 例えば図26に示す中空空間420を有するシリコン系
構造体を、シリコン系材料の加工技術を用いて製造する
方法を、図23〜図26を参照して説明する。このシリ
コン系構造体は、中空空間420の上方に位置するダイ
アフラムBを有する。まず図23に示すように、単結晶
シリコン基板402に局部的に不純物を注入して下部電
極404を形成する。シリコン基板402の表面を窒化
処理して、下部窒化シリコン層410を形成する。下部
窒化シリコン層410上の所定領域に、多結晶シリコン
層408を形成する。この例では多結晶シリコン層40
8が犠牲層となる。その多結晶シリコン層408を覆う
ように、上部第1窒化シリコン層412を形成する。上
部第1窒化シリコン層412上の所定領域に、上部電極
406を形成する。上部電極406は多結晶シリコン等
で形成される。上部電極406を覆うように、上部第2
窒化シリコン層414を形成する。上部電極406が存
在しない部分で、上部窒化シリコン層412、414を
エッチングし、多結晶シリコン層408に達するエッチ
ング孔418を形成する。これにより、多結晶シリコン
層408の一部が露出する。この結果、多結晶シリコン
層408の露出した部分が酸化して自然酸化膜(酸化シ
リコン)419が形成されてしまう。
(Second Background Art) A method of manufacturing a silicon-based structure having a hollow space 420 shown in FIG. 26, for example, by using a silicon-based material processing technique will be described with reference to FIGS. 23 to 26. . This silicon-based structure has a diaphragm B located above the hollow space 420. First, as shown in FIG. 23, a lower electrode 404 is formed by locally implanting impurities into the single crystal silicon substrate 402. The surface of the silicon substrate 402 is nitrided to form a lower silicon nitride layer 410. A polycrystalline silicon layer 408 is formed on a predetermined region of the lower silicon nitride layer 410. In this example, the polycrystalline silicon layer 40
8 is a sacrifice layer. An upper first silicon nitride layer 412 is formed so as to cover the polycrystalline silicon layer 408. An upper electrode 406 is formed on a predetermined region of the upper first silicon nitride layer 412. The upper electrode 406 is formed of polycrystalline silicon or the like. A second upper portion is formed so as to cover the upper electrode 406.
A silicon nitride layer 414 is formed. The upper silicon nitride layers 412 and 414 are etched in the portion where the upper electrode 406 does not exist to form an etching hole 418 reaching the polycrystalline silicon layer 408. As a result, a part of the polycrystalline silicon layer 408 is exposed. As a result, the exposed portion of the polycrystalline silicon layer 408 is oxidized to form a natural oxide film (silicon oxide) 419.

【0006】以上の工程を経ることで得られた試料を、
酸化シリコンのウェットエッチング装置のエッチング容
器に入れてエッチング液に浸漬する。このエッチング液
は上記したフッ化水素酸を希釈した溶液(希HF)等で
ある。フッ化水素溶液は、酸化シリコンをエッチングし
て窒化シリコンをほとんどエッチングしない。この結
果、図24に示すように、自然酸化膜419はウェット
エッチングされて除去される。次に、自然酸化膜419
が除去された試料を、シリコンのドライエッチング装置
のエッチング反応室に収容する。この装置では、シリコ
ンをエッチングして窒化シリコンをほとんどエッチング
しないガスをエッチング反応室に供給して、犠牲層であ
る多結晶シリコン層408をドライエッチングする。こ
の結果、中空空間420が形成される。
The sample obtained through the above steps is
It is placed in an etching container of a silicon oxide wet etching apparatus and immersed in an etching solution. This etching solution is a solution (dilute HF) diluted with the above-mentioned hydrofluoric acid. The hydrogen fluoride solution etches silicon oxide and barely etches silicon nitride. As a result, as shown in FIG. 24, the natural oxide film 419 is removed by wet etching. Next, the natural oxide film 419
The sample from which is removed is housed in an etching reaction chamber of a silicon dry etching apparatus. In this apparatus, a gas that etches silicon and barely etches silicon nitride is supplied to the etching reaction chamber to dry-etch the sacrificial layer polycrystalline silicon layer 408. As a result, the hollow space 420 is formed.

【0007】その後、図25に示すように、上部電極4
06と下部電極404上にコンタクト孔422a、42
2bを形成する。その後、配線層となるアルミニウム層
416を試料の表面に亘って形成する。その後、図26
に示すように、アルミニウム層416をパターニングし
て上部電極406に接する配線層416aと、下部電極
404に接する配線層416bを形成する。その後、封
止層424を形成してエッチング孔418を封止する。
この結果、中空空間420を有する中空のシリコン系構
造体が製造される。この構造体は圧力センサとして機能
する。
Thereafter, as shown in FIG. 25, the upper electrode 4
06 and the lower electrode 404 on the contact holes 422a, 42
2b is formed. After that, an aluminum layer 416 to be a wiring layer is formed over the surface of the sample. Then, FIG.
As shown in FIG. 7, the aluminum layer 416 is patterned to form a wiring layer 416a in contact with the upper electrode 406 and a wiring layer 416b in contact with the lower electrode 404. After that, the sealing layer 424 is formed to seal the etching hole 418.
As a result, a hollow silicon-based structure having the hollow space 420 is manufactured. This structure functions as a pressure sensor.

【0008】この構造体では、上部窒化シリコン層41
2、414と上部電極406と封止層424の所定部位
Bがダイアフラムとして機能する。中空空間420は密
封された空間であり、圧力基準室として機能する。この
構造体では、ダイアフラムBに作用した圧力と基準圧の
差に応じてダイアフラムBがたわむ。ダイアフラムBが
たわむと、上部電極406と下部電極404の間の距離
が変化する。両電極406、404の間の距離が変化す
ると、両電極406、404の間の静電容量が変化す
る。この静電容量の変化量を検出することでダイアフラ
ムBに作用する圧力の大きさを検出できる。
In this structure, the upper silicon nitride layer 41 is formed.
2, 414, the upper electrode 406, and the predetermined portion B of the sealing layer 424 function as a diaphragm. The hollow space 420 is a sealed space and functions as a pressure reference chamber. In this structure, the diaphragm B bends according to the difference between the pressure applied to the diaphragm B and the reference pressure. When the diaphragm B bends, the distance between the upper electrode 406 and the lower electrode 404 changes. When the distance between the electrodes 406 and 404 changes, the capacitance between the electrodes 406 and 404 changes. The amount of pressure acting on the diaphragm B can be detected by detecting the amount of change in the capacitance.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】 いずれの背景技術に
おいても、酸化シリコンを除去するためにウェットエッ
チングが行われている。しかし、ウェットエッチングを
行うと、その後に、試料に付着したエッチング溶液を洗
浄する工程や、その洗浄後に試料を乾燥させる工程を行
う必要がある。このため、構造体の製造工程が煩雑にな
るという問題がある。
In any of the background arts, wet etching is performed to remove silicon oxide. However, if wet etching is performed, then it is necessary to perform a step of cleaning the etching solution attached to the sample and a step of drying the sample after the cleaning. Therefore, there is a problem that the manufacturing process of the structure becomes complicated.

【0010】また、ウェットエッチングを行うと、その
後の洗浄工程や乾燥工程において、液体の表面張力で中
空の構造体の中空空間を囲む層同士が貼付いてしまう、
いわゆるスティッキング現象が生じる恐れがある。ステ
ィッキング現象が生じると、構造体はセンサやアクチュ
エータ等としてほとんど機能しなくなる。即ち、スティ
ッキング現象は不良品を発生させ、歩留まりを低下させ
る要因となる。第1背景技術を例にすると、図22に示
す構造体において、マス及びビームAとして機能するシ
リコン層312がシリコン基板302に貼付いてしまう
と、作用する加速度によるマスAの変位量あるいはビー
ムAのたわみ量が著しく減少する。この結果、この構造
体は加速度センサとしてほとんど機能しなくなる。第2
背景技術を例にすると、図26に示すダイアフラムBと
して機能する上部第1窒化シリコン層412が下部窒化
シリコン層410に貼付いてしまうと、作用する圧力に
よるダイアフラムBのたわみ量が著しく減少する。この
結果、この構造体は圧力センサとしてほとんど機能しな
くなる。
Further, if wet etching is performed, the layers surrounding the hollow space of the hollow structure will stick to each other due to the surface tension of the liquid in the subsequent washing and drying steps.
A so-called sticking phenomenon may occur. When the sticking phenomenon occurs, the structure hardly functions as a sensor or an actuator. That is, the sticking phenomenon causes defective products and reduces yield. Taking the first background art as an example, in the structure shown in FIG. 22, when the silicon layer 312 functioning as the mass and the beam A is attached to the silicon substrate 302, the displacement amount of the mass A due to the acting acceleration or the beam A of the beam A. The amount of deflection is significantly reduced. As a result, this structure hardly functions as an acceleration sensor. Second
Taking the background art as an example, if the upper first silicon nitride layer 412 functioning as the diaphragm B shown in FIG. 26 is stuck to the lower silicon nitride layer 410, the amount of deflection of the diaphragm B due to the acting pressure is significantly reduced. As a result, this structure has almost no function as a pressure sensor.

【0011】センサやアクチュエータ等の高感度化、高
精度化の要求が高まっている。この要求に応えるため、
構造体の剛性はより低く、構造体の形状寸法はより小さ
くなる方向にある。構造体の剛性がより低く、あるい
は、構造体の形状寸法がより小さくなると、ウエットエ
ッチングによってスティッキング現象が生じる可能性が
より高くなる。このように、近年はウェットエッチング
によって不良品が発生し易い状況となっている。
There is an increasing demand for higher sensitivity and higher accuracy of sensors and actuators. To meet this demand,
The rigidity of the structure is lower and the geometry of the structure tends to be smaller. The lower the rigidity of the structure or the smaller geometry of the structure, the greater the likelihood of sticking phenomena due to wet etching. As described above, in recent years, defective products are more likely to occur due to wet etching.

【0012】逆にいうと、不良品を発生させないように
するには、構造体の剛性を高く、構造体の形状寸法を大
きくせざるを得ない。この結果、高感度あるいは高精度
なセンサやアクチュエータ等として機能する構造体の実
現が妨げられてしまう。また、第2背景技術における製
造工程によると、図25に示すように、アルミニウム層
416の形成時にそのアルミニウム416がエッチング
孔418から空間420内に入り込む。この結果、図2
6に示すように、入り込んだアルミニウムの一部416
cが、パターニング後にも除去されずに空間420内に
残ってしまう場合が生じる。空間420内にアルミニウ
ム416cが残ると、ダイアフラムBに圧力が作用した
ときに、そのダイアフラムBのたわみの邪魔をする。即
ち、圧力センサとしてほとんど機能しない構造体が製造
され、不良品が発生することになる。
Conversely, in order to prevent defective products from being generated, it is unavoidable to increase the rigidity of the structure and increase the shape and size of the structure. As a result, realization of a structure that functions as a highly sensitive or highly accurate sensor or actuator is hindered. Further, according to the manufacturing process of the second background art, as shown in FIG. 25, when the aluminum layer 416 is formed, the aluminum 416 enters the space 420 from the etching hole 418. As a result,
As shown in FIG.
In some cases, c may remain in the space 420 without being removed even after patterning. If the aluminum 416c remains in the space 420, the deflection of the diaphragm B is obstructed when pressure is applied to the diaphragm B. That is, a structure that hardly functions as a pressure sensor is manufactured, and a defective product is generated.

【0013】図23の自然酸化膜419とシリコン層4
08をエッチングする前にアルミニウム層416を形成
できれば、このような問題は生じない。しかし、自然酸
化膜419をエッチングするフッ化水素溶液は、アルミ
ニウム416をエッチングしてしまう。このため、第2
背景技術では、図23の自然酸化膜419とシリコン層
408をエッチングした後に図25のアルミニウム層4
16を形成せざるを得ない。なお、第1背景技術のシリ
コン系構造体でも同様の問題が生じ得る。また、シリコ
ン系構造体の製造時のスティッキング現象の発生だけで
なく、使用時のスティッキング現象の発生を減少させる
ことも重要な課題である。使用時のスティッキング現象
の発生を減少させることができれば、シリコン系構造体
の使用時の故障品の発生を減少させることができる。
The native oxide film 419 and the silicon layer 4 shown in FIG.
If the aluminum layer 416 can be formed before etching 08, such a problem does not occur. However, the hydrogen fluoride solution that etches the native oxide film 419 etches the aluminum 416. Therefore, the second
In the background art, after etching the native oxide film 419 and the silicon layer 408 of FIG. 23, the aluminum layer 4 of FIG.
There is no choice but to form 16. The same problem may occur in the silicon-based structure of the first background art. Further, not only the occurrence of the sticking phenomenon at the time of manufacturing the silicon-based structure but also the reduction of the occurrence of the sticking phenomenon at the time of use is an important issue. If the occurrence of the sticking phenomenon during use can be reduced, the occurrence of defective products during use of the silicon-based structure can be reduced.

【0014】以上では、フッ化水素溶液等によって酸化
シリコンをウェットエッチングする場合の問題点につい
て説明した。これに対し、近年では、フッ化水素ガスに
よって酸化シリコンをドライエッチングできる装置も現
れている。これに関連する技術は、特開平8−1160
70号公報や、特開平4−96222号公報に開示され
ている。しかし、この装置を用いる場合でも、シリコン
のドライエッチング装置のエッチング反応室と酸化シリ
コンのドライエッチング装置のエッチング反応室の間で
試料を移し換えるという面倒な作業が必要となる。この
作業は、製造工程を煩雑化する。また、試料を移し換え
る際にその試料を外気にさらすことになる。このことは
シリコン系構造体の製造時の不良品の発生あるいは使用
時の故障品の発生を招く要因となる。特に、シリコンの
表面に形成された自然酸化膜のドライエッチングを行っ
た後、シリコンのドライエッチングを行うために試料を
移し換える場合は、その試料が外気にさらされること
で、その試料のシリコンの表面に再度自然酸化膜が形成
されてしまう恐れがある。
The problems in the case of wet etching silicon oxide with a hydrogen fluoride solution have been described above. On the other hand, in recent years, an apparatus capable of dry etching silicon oxide with hydrogen fluoride gas has also appeared. A technique related to this is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-1160.
70 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-96222. However, even when this apparatus is used, it is necessary to perform a troublesome work of transferring the sample between the etching reaction chamber of the silicon dry etching apparatus and the etching reaction chamber of the silicon oxide dry etching apparatus. This work complicates the manufacturing process. Further, when transferring the sample, the sample is exposed to the outside air. This causes a defective product during manufacturing of the silicon-based structure or a defective product during use. In particular, when the sample is transferred to perform the dry etching of silicon after performing the dry etching of the natural oxide film formed on the surface of silicon, the sample is exposed to the outside air, There is a risk that a natural oxide film will be formed again on the surface.

【0015】このように、シリコンと酸化シリコンのエ
ッチングを別々のドライエッチング装置を用いて行うよ
うにすると、上記したような問題やコスト高の問題が生
じる。このため、シリコン系構造体を製造する場合、第
1及び第2背景技術で説明したように、シリコンのエッ
チングはシリコンのドライエッチング装置で行い、酸化
シリコンのエッチングは従来から広く用いられている酸
化シリコンのウェットエッチング装置で行うことが実際
上は一般的となっている。
As described above, when the etching of silicon and the etching of silicon oxide are performed by using different dry etching apparatuses, the above-mentioned problems and the problem of high cost occur. Therefore, when manufacturing a silicon-based structure, as described in the first and second background art, silicon is etched by a silicon dry etching apparatus, and silicon oxide is etched by a widely used oxidation method. It is practically common to use a wet etching apparatus for silicon.

【0016】本発明はシリコン系構造体の製造工程を簡
単化することを第1の課題とする。本発明はシリコン系
構造体の製造時の不良品の発生又は使用時の故障品の発
生を少なくすることを第2の課題とする。本発明は高感
度あるいは高精度なセンサやアクチュエータ等として機
能するシリコン系構造体を実現することを第3の課題と
する。本発明は上記した課題の少なくとも1つを解決す
るためになされたものである。
A first object of the present invention is to simplify the manufacturing process of a silicon-based structure. A second object of the present invention is to reduce the occurrence of defective products during manufacturing of silicon-based structures or the occurrence of defective products during use. A third object of the present invention is to realize a silicon-based structure that functions as a highly sensitive or highly accurate sensor or actuator. The present invention has been made to solve at least one of the above problems.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段および作用と効果】 上記
したシリコンのドライエッチング装置にしても、酸化シ
リコンのドライエッチング装置にしても、センサやアク
チュエータ等の構造体の加工を考慮して作られたもので
なく、MOS等の半導体素子の加工を考慮して作られて
いるという背景がある。MOS等の半導体素子の加工に
おいては、エッチングの必要な材料がシリコンのみ又は
酸化シリコンのみである場合も少なくない。また、シリ
コンと酸化シリコンの両方をエッチングしなければなら
ない場合でも、一方の材料(シリコン又は酸化シリコ
ン)をエッチングした後に何らかの加工(例えば結晶成
長や膜成形等)をし、次いで他方の材料(酸化シリコン
又はシリコン)をエッチングする。上記したシリコンの
ドライエッチング装置や酸化シリコンのドライエッチン
グ装置は、これらの場合を想定して作られている。MO
S等の半導体素子の加工においては、一方の材料(シリ
コン又は酸化シリコン)をエッチングした後に続けて他
方の材料(酸化シリコン又はシリコン)をエッチングす
ることは少ないのである。
[Means, Actions and Effects for Solving the Problems] Both the above-described silicon dry etching apparatus and silicon oxide dry etching apparatus were manufactured in consideration of processing of structures such as sensors and actuators. However, there is a background that it is made in consideration of processing of semiconductor elements such as MOS. In the processing of semiconductor elements such as MOS, there are many cases where the material that needs to be etched is only silicon or only silicon oxide. Even when both silicon and silicon oxide must be etched, one of the materials (silicon or silicon oxide) is etched and then processed (such as crystal growth or film forming), and then the other material (oxidized). Silicon or silicon). The above-described silicon dry etching apparatus and silicon oxide dry etching apparatus are made assuming these cases. MO
In the processing of a semiconductor element such as S, it is rare that one material (silicon or silicon oxide) is etched and then the other material (silicon oxide or silicon) is subsequently etched.

【0018】そのような中で、本発明者らは、シリコン
系構造体を製造するのに適した技術を実現するために鋭
意研究を行った結果、シリコンのドライエッチングと酸
化シリコンのドライエッチングを同一のエッチング反応
室で行うことで、シリコン系構造体に関する上記した課
題を効果的に解決できるとの着想を見出したのである。
Under such circumstances, the inventors of the present invention have conducted earnest research to realize a technique suitable for manufacturing a silicon-based structure, and as a result, dry etching of silicon and dry etching of silicon oxide are performed. The inventors have found the idea that the above-mentioned problems relating to the silicon-based structure can be effectively solved by performing them in the same etching reaction chamber.

【0019】本発明を具現化したシリコン系材料の加工
装置、あるいはシリコン系構造体の製造装置は、センサ
やアクチュエータ等として機能するシリコン系構造体の
製造が最初に念頭に置かれている点で斬新な装置であ
る。また、本発明は、シリコン系構造体の製造方法にも
具現化される。
In the silicon-based material processing apparatus or silicon-based structure manufacturing apparatus embodying the present invention, the manufacture of a silicon-based structure that functions as a sensor, an actuator or the like is initially in mind. It is a novel device. The present invention is also embodied in a method for manufacturing a silicon-based structure.

【0020】以下に、本発明を具現化した第1〜第8の
態様と、これらの態様のより好ましい実施態様を説明す
る。本発明を具現化した第1の態様は、シリコン系材料
の加工装置である。この装置は、第1ガス供給部と、第
2ガス供給部と、エッチング反応室と、選択連通手段
と、ガス排出手段を備えている。第1ガスは、シリコン
をエッチングするガスである。第2ガスは、酸化シリコ
ンをエッチングしてシリコンをほとんどエッチングしな
いガスである。選択連通手段は、エッチング反応室を第
1ガス供給部と第2ガス供給部のいずれかに選択的に連
通させる。ガス排出手段は、エッチング反応室内のガス
を排出する。
Hereinafter, first to eighth aspects embodying the present invention and more preferable embodiments of these aspects will be described. A first aspect embodying the present invention is a silicon-based material processing apparatus. This apparatus includes a first gas supply unit, a second gas supply unit, an etching reaction chamber, a selective communication unit, and a gas discharge unit. The first gas is a gas that etches silicon. The second gas is a gas that etches silicon oxide and hardly etches silicon. The selective communication means selectively communicates the etching reaction chamber with either the first gas supply unit or the second gas supply unit. The gas discharging means discharges the gas in the etching reaction chamber.

【0021】この態様によると、選択連通手段によって
第1ガス供給部をエッチング反応室に連通させること
で、エッチング反応室に第1ガスを供給できる。エッチ
ング反応室に第1ガスを供給することで、シリコンの少
なくとも一部をドライエッチングして除去できる。ガス
排出手段によってエッチング反応室内の第1ガスを排出
できる。選択連通手段によって第2ガス供給部をエッチ
ング反応室に連通させることで、エッチング反応室に第
2ガスを供給できる。エッチング反応室に第2ガスを供
給することで、シリコンが残っている場合はそのシリコ
ンを残しながら、酸化シリコンの少なくとも一部をドラ
イエッチングして除去できる。第2ガスを供給した後に
第1ガスを供給しても勿論よい。
According to this aspect, the first gas can be supplied to the etching reaction chamber by connecting the first gas supply section to the etching reaction chamber by the selective communication means. By supplying the first gas to the etching reaction chamber, at least a part of silicon can be removed by dry etching. The gas discharging means can discharge the first gas in the etching reaction chamber. The second gas can be supplied to the etching reaction chamber by connecting the second gas supply unit to the etching reaction chamber by the selective communication means. By supplying the second gas to the etching reaction chamber, when silicon remains, at least a part of the silicon oxide can be removed by dry etching while leaving the silicon. Of course, the first gas may be supplied after the second gas is supplied.

【0022】この態様によると、酸化シリコンを除去す
るためにウェットエッチングをしなくてもよい。よっ
て、試料に付着したエッチング液を洗浄する工程や、そ
の洗浄後に試料を乾燥させる工程を行わなくてもよい。
このため、シリコン系構造体の製造工程を簡単化でき
る。また、酸化シリコンを除去するためにウェットエッ
チングしなくてもよいので、製造時にスティッキング現
象が生じる可能性を非常に低くできる。よって、製造時
の不良品の発生を減少させることができる。逆にいう
と、ウェットエッチングを行っていた場合に比べて、構
造体の剛性を低く、構造体の形状寸法を小さくできる。
このため、高感度あるいは高精度なセンサやアクチュエ
ータ等として機能する構造体を実現できる。また、シリ
コンと酸化シリコンを同一のエッチング反応室でドライ
エッチングできるので、シリコンのドライエッチング装
置のエッチング反応室と酸化シリコンのドライエッチン
グ装置のエッチング反応室の間で試料を移し換えるとい
う面倒な作業が不要となる。このため、製造工程を簡単
化できる。エッチング反応室間で試料を移し換える必要
がないために、その間に試料が外気にさらされることも
ない。特に、シリコンの表面に形成された自然酸化膜の
エッチングを行った後に、その試料の表面に再度自然酸
化膜が形成されてしまうことを防止できる。シリコン系
構造体の製造時の不良品の発生あるいは使用時の故障品
の発生を減少させることができる。以上の効果は、以下
で説明する第2〜第8の態様においても同様に得ること
ができる。
According to this aspect, no wet etching is required to remove the silicon oxide. Therefore, it is not necessary to perform the step of cleaning the etching liquid attached to the sample and the step of drying the sample after the cleaning.
Therefore, the manufacturing process of the silicon-based structure can be simplified. In addition, since wet etching is not required to remove silicon oxide, the possibility of sticking phenomenon during manufacturing can be extremely reduced. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of defective products during manufacturing. In other words, the rigidity of the structure can be reduced and the shape and size of the structure can be reduced as compared with the case where wet etching is performed.
Therefore, it is possible to realize a structure that functions as a highly sensitive or highly accurate sensor or actuator. Further, since silicon and silicon oxide can be dry-etched in the same etching reaction chamber, the laborious work of transferring the sample between the etching reaction chamber of the silicon dry etching device and the etching reaction chamber of the silicon oxide dry etching device is required. It becomes unnecessary. Therefore, the manufacturing process can be simplified. Since it is not necessary to transfer the sample between the etching reaction chambers, the sample is not exposed to the outside air during that time. In particular, it is possible to prevent the natural oxide film from being formed again on the surface of the sample after etching the natural oxide film formed on the surface of silicon. It is possible to reduce the occurrence of defective products during manufacturing of the silicon-based structure or the occurrence of defective products during use. The above effects can be similarly obtained in the second to eighth aspects described below.

【0023】第2の態様のシリコン系材料の加工装置
は、第1の態様と同様に、第1ガス供給部と、第2ガス
供給部と、エッチング反応室と、選択連通手段と、ガス
排出手段を備えている。第1ガスは、酸化シリコンをエ
ッチングして窒化シリコンをほとんどエッチングしない
ガスである。第2ガスは、シリコンをエッチングして窒
化シリコンをほとんどエッチングしないガスである。
The silicon-based material processing apparatus of the second aspect is similar to the first aspect, in that the first gas supply section, the second gas supply section, the etching reaction chamber, the selective communication means, and the gas exhaustion. Equipped with means. The first gas is a gas that etches silicon oxide and barely etches silicon nitride. The second gas is a gas that etches silicon and hardly etches silicon nitride.

【0024】この態様によると、エッチング反応室に第
1ガスを供給することで、窒化シリコンが存在する場合
はその窒化シリコンをエッチングしないようにしなが
ら、酸化シリコンの少なくとも一部をドライエッチング
して除去できる。そのエッチング反応室から第1ガスを
排出した後、そのエッチング反応室に第2ガスを供給す
ることで、窒化シリコンが存在する場合はその窒化シリ
コンをエッチングしないようにしながら、シリコンの少
なくとも一部をドライエッチングして除去できる。第2
ガスを供給した後に第1ガスを供給しても勿論よい。
According to this aspect, by supplying the first gas to the etching reaction chamber, at least a part of the silicon oxide is removed by dry etching while preventing the silicon nitride from being etched when the silicon nitride is present. it can. After discharging the first gas from the etching reaction chamber, by supplying the second gas to the etching reaction chamber, at least a part of the silicon is removed while not etching the silicon nitride when the silicon nitride is present. It can be removed by dry etching. Second
Of course, the first gas may be supplied after the gas is supplied.

【0025】第3の態様は、シリコン系構造体の製造装
置である。この装置は、第1シリコン系材料上に第2シ
リコン系材料が形成され、その第2シリコン系材料が第
3シリコン系材料で覆われた試料を加工して中空のシリ
コン系構造体を製造する装置である。この装置は、第1
の態様と同様に、第1ガス供給部と、第2ガス供給部
と、エッチング反応室と、選択連通手段と、ガス排出手
段を備えている。第1ガスは、第2シリコン系材料の一
部を露出させるガスである。第2ガスは、第2シリコン
系材料をエッチングして第1及び第3シリコン系材料を
ほとんどエッチングしないガスである。
The third aspect is an apparatus for manufacturing a silicon-based structure. This apparatus manufactures a hollow silicon-based structure by processing a sample in which a second silicon-based material is formed on a first silicon-based material and the second silicon-based material is covered with a third silicon-based material. It is a device. This device is
Similar to the above aspect, the first gas supply unit, the second gas supply unit, the etching reaction chamber, the selective communication unit, and the gas discharge unit are provided. The first gas is a gas that exposes a part of the second silicon-based material. The second gas is a gas that etches the second silicon-based material and hardly etches the first and third silicon-based materials.

【0026】ここで、第1シリコン系材料〜第3シリコ
ン系材料は、シリコン、酸化シリコン、窒化シリコンの
いずれかである。第1シリコン系材料と第3シリコン系
材料は等しいことがある。第1シリコン系材料と第2シ
リコン系材料は相違し、第2シリコン系材料と第3シリ
コン系材料も相違している。
Here, the first silicon material to the third silicon material are any of silicon, silicon oxide and silicon nitride. The first silicon-based material and the third silicon-based material may be the same. The first silicon material and the second silicon material are different, and the second silicon material and the third silicon material are also different.

【0027】この態様によると、エッチング反応室に第
1ガスを供給してドライエッチングすることで、第2シ
リコン系材料の一部を露出させることができる。そのエ
ッチング反応室から第1ガスを排出した後、そのエッチ
ング反応室に第2ガスを供給することで、第1及び第3
シリコン系材料をエッチングしないようにしながら、第
2シリコン系材料をドライエッチングして除去できる。
この結果、第2シリコン系材料がエッチングされて形成
された中空空間を有するシリコン系構造体が製造され
る。
According to this aspect, by supplying the first gas to the etching reaction chamber and performing dry etching, a part of the second silicon-based material can be exposed. After the first gas is discharged from the etching reaction chamber, the second gas is supplied to the etching reaction chamber, so that the first and third gases are discharged.
The second silicon-based material can be removed by dry etching while not etching the silicon-based material.
As a result, a silicon-based structure having a hollow space formed by etching the second silicon-based material is manufactured.

【0028】第4の態様は、第3の態様をさらに具体化
したシリコン系構造体の製造装置である。この装置は、
シリコン基板上に酸化シリコン層が形成され、その酸化
シリコン層がシリコン層で覆われた試料を加工して中空
のシリコン系構造体を製造する装置である。この装置
は、第1の態様と同様に、第1ガス供給部と、第2ガス
供給部と、エッチング反応室と、選択連通手段と、ガス
排出手段を備えている。第1ガスは、シリコンをエッチ
ングするガスである。第2ガスは、酸化シリコンをエッ
チングしてシリコンをほとんどエッチングしないガスで
ある。
A fourth aspect is an apparatus for manufacturing a silicon-based structure, which is a more specific version of the third aspect. This device
This is an apparatus for manufacturing a hollow silicon-based structure by processing a sample in which a silicon oxide layer is formed on a silicon substrate and the silicon oxide layer is covered with the silicon layer. This device is provided with a first gas supply unit, a second gas supply unit, an etching reaction chamber, a selective communication unit, and a gas discharge unit, as in the first aspect. The first gas is a gas that etches silicon. The second gas is a gas that etches silicon oxide and hardly etches silicon.

【0029】この態様によると、エッチング反応室に第
1ガスを供給してシリコン層を局部的にドライエッチン
グすることで、酸化シリコン層の一部を露出させること
ができる。そのエッチング反応室から第1ガスを排出し
た後、そのエッチング反応室に第2ガスを供給すること
で、シリコン基板とシリコン層をエッチングしないよう
にしながら、酸化シリコン層をドライエッチングして除
去できる。この結果、酸化シリコン層がエッチングされ
て形成された中空空間を有するシリコン系構造体が製造
される。
According to this aspect, a part of the silicon oxide layer can be exposed by locally supplying the first gas to the etching reaction chamber to dry-etch the silicon layer. By discharging the first gas from the etching reaction chamber and then supplying the second gas to the etching reaction chamber, the silicon oxide layer can be removed by dry etching while preventing the silicon substrate and the silicon layer from being etched. As a result, a silicon-based structure having a hollow space formed by etching the silicon oxide layer is manufactured.

【0030】第5の態様は、第3の態様をさらに具体化
したシリコン系構造体の製造装置である。この装置は、
下部窒化シリコン層上にシリコン層が形成され、そのシ
リコン層が上部窒化シリコン層で覆われ、その上部窒化
シリコン層には孔が形成され、その孔に対応して位置す
るシリコン層の表面に酸化シリコンが形成された試料を
加工して中空のシリコン系構造体を製造する装置であ
る。この装置は、第1の態様と同様に、第1ガス供給部
と、第2ガス供給部と、エッチング反応室と、選択連通
手段と、ガス排出手段を備えている。第1ガスは、酸化
シリコンをエッチングして窒化シリコンをほとんどエッ
チングしないガスである。第2ガスは、シリコンをエッ
チングして窒化シリコンをほとんどエッチングしないガ
スである。
The fifth aspect is an apparatus for manufacturing a silicon-based structure, which is a more specific form of the third aspect. This device
A silicon layer is formed on the lower silicon nitride layer, the silicon layer is covered with an upper silicon nitride layer, holes are formed in the upper silicon nitride layer, and the surface of the silicon layer located corresponding to the holes is oxidized. It is an apparatus for manufacturing a hollow silicon-based structure by processing a sample on which silicon is formed. This device is provided with a first gas supply unit, a second gas supply unit, an etching reaction chamber, a selective communication unit, and a gas discharge unit, as in the first aspect. The first gas is a gas that etches silicon oxide and barely etches silicon nitride. The second gas is a gas that etches silicon and hardly etches silicon nitride.

【0031】この態様によると、エッチング反応室に第
1ガスを供給してシリコン層の表面に形成された酸化シ
リコンをドライエッチングすることで、シリコン層の一
部を露出させることができる。そのエッチング反応室か
ら第1ガスを排出した後、そのエッチング反応室に第2
ガスを供給することで、下部窒化シリコン層と上部窒化
シリコン層をエッチングしないようにしながら、シリコ
ン層をドライエッチングして除去できる。この結果、シ
リコン層がエッチングされて形成された中空空間を有す
るシリコン系構造体が製造される。
According to this aspect, a part of the silicon layer can be exposed by supplying the first gas to the etching reaction chamber and dry etching the silicon oxide formed on the surface of the silicon layer. After discharging the first gas from the etching reaction chamber, a second gas is discharged into the etching reaction chamber.
By supplying the gas, the silicon layer can be removed by dry etching while preventing the lower silicon nitride layer and the upper silicon nitride layer from being etched. As a result, a silicon-based structure having a hollow space formed by etching the silicon layer is manufactured.

【0032】第1〜第5の態様においては、第1ガスと
第2ガスは、アルミニウム系材料をほとんどエッチング
しないガスであることが好ましい。なお、アルミニウム
系材料の例としては、アルミニウムを始めとして、Al
−SiやAl−SI−Cu等のアルミ合金が挙げられ
る。第1ガスと第2ガスがアルミニウム系材料をほとん
どエッチングしなければ、これらのガスによってシリコ
ンと酸化シリコンをエッチングする前にアルミニウム系
材料を形成できる。よって、ドライエッチングによって
除去された中空空間にアルミニウム系材料が入り込むこ
とを回避できる。このため、製造時の不良品の発生ある
いは使用時の故障品の発生を減少させることができる。
In the first to fifth aspects, it is preferable that the first gas and the second gas are gases that hardly etch the aluminum material. Examples of aluminum-based materials include aluminum and Al.
Aluminum alloys such as -Si and Al-SI-Cu are mentioned. If the first gas and the second gas hardly etch the aluminum-based material, these gases can form the aluminum-based material before etching silicon and silicon oxide. Therefore, it is possible to prevent the aluminum-based material from entering the hollow space removed by dry etching. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of defective products during manufacturing or the occurrence of defective products during use.

【0033】第1〜第5の態様においては、ガス供給部
は、ガスの原料である固体又は液体の収容部を有するこ
とが好ましい。さらに、その固体又は液体をガスに変換
するガス変換手段を備えることが好ましい。この態様に
よると、ガスに比較して取扱いが容易な固体又は液体の
状態で収容し、エッチング反応室にガスを供給する必要
がある場合にガスに変換して供給できる。このため、装
置の利便性を向上させることができる。
In the first to fifth aspects, it is preferable that the gas supply section has a storage section for a solid or liquid which is a raw material of gas. Furthermore, it is preferable to provide a gas conversion means for converting the solid or liquid into a gas. According to this aspect, the gas can be stored in a solid or liquid state that is easier to handle than gas, and can be converted into gas and supplied when it is necessary to supply gas to the etching reaction chamber. Therefore, the convenience of the device can be improved.

【0034】ガス供給部はまた、固体又は液体から変換
されたガスの貯蔵部を有することが好ましい。この態様
によると、固体又は液体から変換されたガスを貯蔵でき
るので、多量のガスによるドライエッチングが必要な場
合にも充分に対処できる。
The gas supply also preferably has a reservoir of gas converted from solid or liquid. According to this aspect, the gas converted from the solid or the liquid can be stored, so that it is possible to sufficiently deal with the case where the dry etching with a large amount of gas is necessary.

【0035】ガス供給部はより具体的には、固体である
二フッ化キセノン(XeF)又は三フッ化臭素(Br
)を収容する容器を有することが好ましい。これら
の容器に収容された原料をガス化した二フッ化キセノン
ガス又は三フッ化臭素ガスは、シリコンをエッチングし
て、酸化シリコンと窒化シリコンとアルミニウム系材料
をほとんどエッチングしないという性質を持つ。このた
め、これらの容器の原料をガス化したものは、第4の態
様における第1ガス又は第5の態様における第2ガスと
して好適なガスである。
More specifically, the gas supply unit is a solid xenon difluoride (XeF 2 ) or bromine trifluoride (Br).
It is preferable to have a container containing F 3 ). The xenon difluoride gas or the bromine trifluoride gas obtained by gasifying the raw materials contained in these containers has the property of etching silicon and hardly etching silicon oxide, silicon nitride, and aluminum-based materials. Therefore, a gasified material of these containers is a gas suitable as the first gas in the fourth aspect or the second gas in the fifth aspect.

【0036】あるいはガス供給部が、フッ化水素(H
F)溶液を収容する容器と、メチルアルコール(CH
OH)溶液又は水(HO)を収容する容器を有するこ
とが好ましい。これらの容器に収容された原料をガス化
したフッ化水素とメチルアルコール又は水の混合ガス
は、酸化シリコンをエッチングして、シリコンと窒化シ
リコンとアルミニウム系材料をほとんどエッチングしな
いという性質を持つ。このため、これらの容器の原料を
ガス化したものは、第4の態様における第2ガス又は第
5の態様における第1ガスとして好適なガスである。
Alternatively, the gas supply section may use hydrogen fluoride (H
F) a container containing the solution and methyl alcohol (CH 3
It is preferable to have a container containing an (OH) solution or water (H 2 O). A mixed gas of hydrogen fluoride gasified from raw materials and methyl alcohol or water contained in these containers has a property of etching silicon oxide and hardly etching silicon, silicon nitride, and aluminum-based materials. Therefore, a gasified material of these containers is a gas suitable as the second gas in the fourth aspect or the first gas in the fifth aspect.

【0037】液体収容部の液体をガスに変換してエッチ
ング反応室に供給する場合において、その液体が液体収
容部とエッチング反応室の間で詰まることを抑制する手
段をさらに備えることが好ましい。この態様によると、
液体収容部の液体をガスに変換するときに、その液体が
突沸して液体収容部とエッチング反応室の間の配管等ま
で入り込んだ場合でも、その液体が詰まることを抑制で
きる。
When the liquid in the liquid containing portion is converted into gas and supplied to the etching reaction chamber, it is preferable to further include means for suppressing clogging of the liquid between the liquid containing portion and the etching reaction chamber. According to this aspect,
Even when the liquid in the liquid containing portion is converted into gas, the liquid can be prevented from being clogged even if the liquid bumps into the pipe or the like between the liquid containing portion and the etching reaction chamber.

【0038】ガス変換手段は、固体又は液体収容部を減
圧する減圧手段であることが好ましい。さらに、その減
圧手段と固体又は液体収容部はエッチング反応室を介し
て接続されていることが好ましい。この態様によると、
固体又は液体収容部の固体又は液体をガスに変換しつ
つ、その変換されたガスをエッチング反応室に素早く導
くことができる。
The gas converting means is preferably a depressurizing means for depressurizing the solid or liquid containing portion. Further, it is preferable that the depressurizing means and the solid or liquid containing portion are connected via an etching reaction chamber. According to this aspect,
While converting the solid or liquid in the solid or liquid storage portion into a gas, the converted gas can be quickly introduced into the etching reaction chamber.

【0039】第1〜第5の態様においては、エッチング
反応室内に、ガス供給口からガス排出口への直線的なガ
スの流れを阻止する手段が設けられていることが好まし
い。このような阻止手段を設けると、エッチング反応室
内でのガスの流れの均一性を向上できる。
In the first to fifth aspects, it is preferable that the etching reaction chamber is provided with a means for preventing a linear gas flow from the gas supply port to the gas discharge port. Providing such blocking means can improve the uniformity of the gas flow in the etching reaction chamber.

【0040】第1〜第5の態様においては、ガス排出手
段は、高速排出手段と低速排出手段を有することが好ま
しい。これらの排出手段を設けることで、例えば通常は
低速で排出し必要時のみ高速に排出するといった効率的
なガスの排出が行える。
In the first to fifth aspects, it is preferable that the gas discharging means has a high speed discharging means and a low speed discharging means. By providing these discharge means, it is possible to discharge gas efficiently, for example, discharging at low speed normally and discharging at high speed only when necessary.

【0041】第1〜第5の態様においては、試料のエッ
チング終了時を検出するエッチング終了検出手段をさら
に備えることが好ましい。この検出手段を利用すること
で、例えば試料の大きさにばらつきがある場合でも、必
要以上にエッチングされたり、あるいは逆にエッチング
が不充分であるといった事態が生じることを防止でき
る。
In each of the first to fifth aspects, it is preferable to further include an etching end detecting means for detecting the end of etching of the sample. By using this detecting means, it is possible to prevent a situation in which etching is performed more than necessary, or conversely etching is insufficient, even when the sample size varies.

【0042】第1〜第5の態様においては、有機ケイ素
化合物を収容する容器と、水を収容する容器と、これら
の容器に収容された有機ケイ素化合物と水をガスに変換
するガス変換手段と、これらの容器に接続されたコーテ
ィング室をさらに備えることが好ましい。この態様は、
シリコン系構造体の使用時のスティッキング現象の発生
を抑制する上で有用な技術である。この態様によると、
第1〜第5の態様によって形成されたシリコン系構造体
の表面に、撥水性の膜をコーティングできる。よって、
シリコン系構造体の撥水性を向上させることができる。
このため、例えば結露し易いような環境で構造体を使用
している場合であっても、構造体に液が付着してその液
の表面張力によってスティッキング現象が発生すること
を抑制できる。従って、使用時の故障品の発生を減少さ
せることができる。
In the first to fifth aspects, a container for containing the organosilicon compound, a container for containing water, and a gas conversion means for converting the organosilicon compound contained in these containers and water into a gas. It is preferable to further include a coating chamber connected to these containers. This aspect is
This is a useful technique for suppressing the occurrence of sticking phenomenon when using a silicon-based structure. According to this aspect,
The surface of the silicon-based structure formed by the first to fifth aspects can be coated with a water-repellent film. Therefore,
The water repellency of the silicon-based structure can be improved.
Therefore, for example, even when the structure is used in an environment where dew condensation is likely to occur, it is possible to prevent the liquid from adhering to the structure and causing the sticking phenomenon due to the surface tension of the liquid. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of defective products during use.

【0043】さらに次のような連結部と、開閉手段と、
試料搬送手段を備えることが好ましい。連結部は、エッ
チング反応室とコーティング室の間を外気から遮断して
連結する。開閉手段は、エッチング反応室とコーティン
グ室の間を開状態と閉状態に切換可能である。試料搬送
手段は、エッチング反応室とコーティング室の間で試料
を搬送可能である。あるいは、次のような予備室と、連
結部と、開閉手段と、試料搬送手段を備えることが好ま
しい。連結部は、エッチング反応室と予備室、及び、予
備室とコーティング室の間を外気から遮断して連結す
る。開閉手段は、エッチング反応室と予備室の間、及
び、予備室とコーティング室の間を開状態と閉状態に切
換可能である。試料搬送手段は、エッチング反応室と予
備室の間、及び、予備室とコーティング室の間で試料を
搬送可能である。これらの態様によると、エッチング反
応室でドライエッチングが終了した後の構造体を、外気
にさらすことなくコーティング室に搬送することができ
る。このため、構造体の酸化等を防止できる。さらに予
備室を備えると、エッチング反応室とコーティング室間
での構造体の受け渡しがより行い易くなる。
Further, the following connecting portion, opening and closing means,
It is preferable to provide a sample transport means. The connection part connects the etching reaction chamber and the coating chamber by blocking them from the outside air. The opening / closing means can switch between the etching reaction chamber and the coating chamber into an open state and a closed state. The sample transfer means can transfer the sample between the etching reaction chamber and the coating chamber. Alternatively, it is preferable to include the following preparatory chamber, connecting portion, opening / closing means, and sample transfer means. The connection part connects the etching reaction chamber and the preparatory chamber and the preparatory chamber and the coating chamber by blocking them from the outside air. The opening / closing means can switch between the etching reaction chamber and the preliminary chamber and between the preliminary chamber and the coating chamber into an open state and a closed state. The sample transfer means can transfer the sample between the etching reaction chamber and the preliminary chamber and between the preliminary chamber and the coating chamber. According to these aspects, the structure after dry etching is completed in the etching reaction chamber can be transported to the coating chamber without being exposed to the outside air. Therefore, the oxidation of the structure can be prevented. Furthermore, if a preliminary chamber is provided, it becomes easier to transfer the structure between the etching reaction chamber and the coating chamber.

【0044】本発明は、有用なシリコン系構造体の製造
方法にも具現化される。本発明を具現化した第6の態様
のシリコン系構造体の製造方法は、以下の工程を有す
る。第1シリコン系材料上に第2シリコン系材料を形成
する。第2シリコン系材料を覆うように第3シリコン系
材料を形成する。以上の工程を経ることで得られた試料
をエッチング反応室に収容する。そのエッチング反応室
に第1ガスを供給して局所的にドライエッチングして第
2シリコン系材料の一部を露出させる。そのエッチング
反応室から第1ガスを排出する。そのエッチング反応室
に、第2シリコン系材料をエッチングして第1及び第3
シリコン系材料をエッチングしない第2ガスを供給して
第2シリコン系材料をドライエッチングする。ここで、
第1シリコン系材料〜第3シリコン系材料は、シリコ
ン、酸化シリコン、窒化シリコンのいずれかである。第
1シリコン系材料と第3シリコン系材料は等しいことが
あるのに対し、第1シリコン系材料と第2シリコン系材
料は相違し、第2シリコン系材料と第3シリコン系材料
も相違している。
The present invention is also embodied in a method of making a useful silicon-based structure. A method of manufacturing a silicon-based structure according to a sixth aspect of the present invention has the following steps. A second silicon-based material is formed on the first silicon-based material. A third silicon material is formed so as to cover the second silicon material. The sample obtained through the above steps is placed in the etching reaction chamber. A first gas is supplied to the etching reaction chamber to locally perform dry etching to expose a part of the second silicon-based material. The first gas is discharged from the etching reaction chamber. A second silicon-based material is etched into the etching reaction chamber to remove the first and third silicon materials.
A second gas that does not etch the silicon-based material is supplied to dry-etch the second silicon-based material. here,
The first silicon material to the third silicon material are any of silicon, silicon oxide, and silicon nitride. The first silicon material and the third silicon material may be the same, while the first silicon material and the second silicon material are different, and the second silicon material and the third silicon material are also different. There is.

【0045】第7の態様は、第6の態様をさらに具体化
したシリコン系構造体の製造方法でである。この製造方
法は、以下の工程を有する。シリコン基板上に酸化シリ
コン層を形成する。その酸化シリコン層を覆うようにシ
リコン層を形成する。以上の工程を経ることで得られた
試料をエッチング反応室に収容する。そのエッチング反
応室にシリコンをエッチングする第1ガスを供給して、
シリコン層を局所的にドライエッチングして酸化シリコ
ン層の一部を露出させる。そのエッチング反応室から第
1ガスを排出する。そのエッチング反応室に酸化シリコ
ンをエッチングしてシリコンをほとんどエッチングしな
い第2ガスを供給して酸化シリコン層をドライエッチン
グする。
The seventh aspect is a method of manufacturing a silicon-based structure, which is a more specific form of the sixth aspect. This manufacturing method has the following steps. A silicon oxide layer is formed on a silicon substrate. A silicon layer is formed so as to cover the silicon oxide layer. The sample obtained through the above steps is placed in the etching reaction chamber. A first gas for etching silicon is supplied to the etching reaction chamber,
The silicon layer is locally dry-etched to expose a part of the silicon oxide layer. The first gas is discharged from the etching reaction chamber. A second gas that etches silicon oxide and hardly etches silicon is supplied to the etching reaction chamber to dry-etch the silicon oxide layer.

【0046】第8の態様は、第6の態様をさらに具体化
したシリコン系構造体の製造方法でである。この製造方
法は、以下の工程を有する。下部窒化シリコン層上にシ
リコン層を形成する。そのシリコン層を覆うように上部
窒化シリコン層を形成する。その上部窒化シリコン層に
シリコン層まで達する孔を形成する。以上の工程を経る
ことで得られた試料をエッチング反応室に収容する。そ
のエッチング反応室に酸化シリコンをエッチングして窒
化シリコンをほとんどエッチングしない第1ガスを供給
して、シリコン層の表面のうち上部窒化シリコン層の孔
に対応する部分に形成された酸化シリコンをドライエッ
チングしてシリコン層の一部を露出させる。そのエッチ
ング反応室から第1ガスを排出する。そのエッチング反
応室にシリコンをエッチングして窒化シリコンをほとん
どエッチングしない第2ガスを供給してシリコン層をド
ライエッチングする。
The eighth aspect is a method for manufacturing a silicon-based structure, which is a more specific form of the sixth aspect. This manufacturing method has the following steps. A silicon layer is formed on the lower silicon nitride layer. An upper silicon nitride layer is formed so as to cover the silicon layer. A hole reaching the silicon layer is formed in the upper silicon nitride layer. The sample obtained through the above steps is placed in the etching reaction chamber. A first gas that etches silicon oxide and hardly etches silicon nitride is supplied to the etching reaction chamber to dry-etch the silicon oxide formed on a portion of the surface of the silicon layer corresponding to the hole of the upper silicon nitride layer. Then, a part of the silicon layer is exposed. The first gas is discharged from the etching reaction chamber. A second gas that etches silicon and hardly etches silicon nitride is supplied to the etching reaction chamber to dry-etch the silicon layer.

【0047】第6〜第8の態様においては、アルミニウ
ム系材料をほとんどエッチングしないガスから第1ガス
と第2ガスを選択し、試料の表面に露出するアルミニウ
ムを形成してから試料をエッチング反応室に収容するこ
とが好ましい。
In the sixth to eighth aspects, the first gas and the second gas are selected from gases that hardly etch aluminum-based materials, aluminum exposed on the surface of the sample is formed, and then the sample is etched in the reaction chamber. It is preferable to store in.

【0048】第6〜第8の態様のいずれかの工程を経た
構造体を、水蒸気と有機ケイ素化合物の混合ガスにさら
す工程を有することが好ましい。
It is preferable to have a step of exposing the structure that has undergone the steps of any of the sixth to eighth aspects to a mixed gas of water vapor and an organosilicon compound.

【0049】本明細書において、一方の材料(例えばシ
リコン)をエッチングして他方の材料(例えば酸化シリ
コン)をほとんどエッチングしないガスには、例えば一
方の材料のエッチング速度と他方の材料のエッチング速
度の比(エッチング選択比)が15以上となるようなガ
スが含まれる。このエッチング選択比は20以上である
ことが好ましく、30以上であることがより好ましい。
ここでいう他方の材料には、上記したアルミニウム系材
料も含むものとする。なお、他方の材料をほとんどエッ
チングしないガスには、その他方の材料を全くエッチン
グしないガスも当然に含まれる。
In the present specification, a gas that etches one material (for example, silicon) and hardly etches the other material (for example, silicon oxide) includes, for example, the etching rate of one material and the etching rate of the other material. A gas having a ratio (etching selection ratio) of 15 or more is included. The etching selection ratio is preferably 20 or more, more preferably 30 or more.
The other material mentioned here includes the above-mentioned aluminum-based material. The gas that hardly etches the other material naturally includes a gas that does not etch the other material at all.

【0050】[0050]

【発明の実施の形態】(第1実施例) 図1は、第1実施例のシリコン系構造体の製造装置(以
下では「構造体製造装置」という)の構成を示す。この
装置は、シリコン系材料全般の加工に用いることができ
るので、シリコン系材料の加工装置ともいえるが、本実
施例では、シリコン系構造体の製造のために用いている
ので、シリコン系構造体の製造装置と呼ぶことにする。
第1実施例の構造体製造装置は、二フッ化キセノン容器
20と、昇華ガス貯蔵容器21と、フッ化水素容器30
と、メチルアルコール容器31と、エッチング反応室1
0と、ドライポンプ42と、除害装置49と、ターボ分
子ポンプ40と、ロータリーポンプ41と、制御部50
2等を備えている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION (First Embodiment) FIG. 1 shows the configuration of a silicon-based structure manufacturing apparatus (hereinafter referred to as "structure manufacturing apparatus") of the first embodiment. This apparatus can be used as a processing apparatus for silicon-based materials because it can be used for processing all silicon-based materials. Of manufacturing equipment.
The structure manufacturing apparatus according to the first embodiment includes a xenon difluoride container 20, a sublimation gas storage container 21, and a hydrogen fluoride container 30.
And the methyl alcohol container 31 and the etching reaction chamber 1
0, a dry pump 42, an abatement device 49, a turbo molecular pump 40, a rotary pump 41, and a control unit 50.
It has 2 etc.

【0051】二フッ化キセノン容器20には、固体の二
フッ化キセノン(XeF)が収容されている。二フッ
化キセノンは常温常圧で固体である。昇華ガス貯蔵容器
21には、固体の状態から昇華した二フッ化キセノンガ
スが一時的に貯蔵される。この二フッ化キセノンガス
は、二フッ化キセノン容器20をドライポンプ42等で
減圧し、その容器20内の固体の二フッ化キセノンを昇
華させることでガス化したものである。フッ化水素容器
30には、フッ化水素酸(HF)の溶液が収容されてい
る。メチルアルコール容器31には、メチルアルコール
(CHOH)の溶液が収容されている。ドライポンプ
42は、エッチング反応室10や、容器20、30、3
1を減圧する。除外装置49は、ドライポンプ42から
排気される排気ガスを無害化する。ターボ分子ポンプ4
0とロータリーポンプ41は、ドライポンプ42に比較
してエッチング反応室10や、容器20、30、31を
高速に減圧する。制御部502は、CPU504と、制
御プログラム等を記憶するROM506と、データ等を
一時的に記憶するRAM508と、入力ポート510
と、出力ポート512等を有する。
The xenon difluoride container 20 contains solid xenon difluoride (XeF 2 ). Xenon difluoride is a solid at room temperature and pressure. In the sublimation gas storage container 21, the xenon difluoride gas sublimated from the solid state is temporarily stored. The xenon difluoride gas is gasified by decompressing the xenon difluoride container 20 with a dry pump 42 or the like and sublimating the solid xenon difluoride in the container 20. A solution of hydrofluoric acid (HF) is contained in the hydrogen fluoride container 30. The methyl alcohol container 31 contains a solution of methyl alcohol (CH 3 OH). The dry pump 42 is used for the etching reaction chamber 10 and the containers 20, 30, 3
Depressurize 1. The exclusion device 49 renders the exhaust gas exhausted from the dry pump 42 harmless. Turbo molecular pump 4
0 and the rotary pump 41 decompress the etching reaction chamber 10 and the containers 20, 30, 31 at a higher speed than the dry pump 42. The control unit 502 includes a CPU 504, a ROM 506 that stores control programs and the like, a RAM 508 that temporarily stores data and the like, and an input port 510.
And an output port 512 and the like.

【0052】エッチング反応室10と二フッ化キセノン
容器20の間の配管には、第3バルブ23と第1流量計
27と第6バルブ26が設けられている。エッチング反
応室10と昇華ガス貯蔵容器21の間には、第4バルブ
24と第1流量計27と第6バルブ26が設けられた配
管と、第5バルブ25が設けられた配管が設けられてい
る。エッチング反応室10とフッ化水素容器30の間の
配管には、第2流量計32と第7バルブ34が設けられ
ている。エッチング反応室10とメチルアルコール容器
31の間の配管には、第3流量計33と第8バルブ35
が設けられている。エッチング反応室10とターボ分子
ポンプ40の間の配管には、第9バルブ43が設けられ
ている。エッチング反応室10とドライポンプ42の間
の配管には、第1スロットルバルブ91と、第10バル
ブ44が設けられている。エッチング反応室10には、
第1圧力計11が接続されている。エッチング反応室1
0には、第12バルブ13を介して第1真空計12が接
続されている。エッチング反応室10には、第2バルブ
14を介して窒素ガス供給部93が接続されている。
A third valve 23, a first flow meter 27, and a sixth valve 26 are provided in the pipe between the etching reaction chamber 10 and the xenon difluoride container 20. Between the etching reaction chamber 10 and the sublimation gas storage container 21, a pipe provided with a fourth valve 24, a first flow meter 27 and a sixth valve 26, and a pipe provided with a fifth valve 25 are provided. There is. A second flow meter 32 and a seventh valve 34 are provided in the pipe between the etching reaction chamber 10 and the hydrogen fluoride container 30. A pipe between the etching reaction chamber 10 and the methyl alcohol container 31 has a third flow meter 33 and an eighth valve 35.
Is provided. A ninth valve 43 is provided in the pipe between the etching reaction chamber 10 and the turbo molecular pump 40. A first throttle valve 91 and a tenth valve 44 are provided in a pipe between the etching reaction chamber 10 and the dry pump 42. In the etching reaction chamber 10,
The first pressure gauge 11 is connected. Etching reaction chamber 1
A first vacuum gauge 12 is connected to 0 via a twelfth valve 13. A nitrogen gas supply unit 93 is connected to the etching reaction chamber 10 via the second valve 14.

【0053】エッチング反応室10には、試料のエッチ
ング終了時を検出するエッチング終了検出部97が設け
られている。エッチング終了検出部97は、試料のエッ
チングすべき部分のエッチングが終了したことを何らか
の手段で検出するものや、あるいは、何らかの条件を設
けて判別するものであればよい。但し、本発明者らによ
って創作された特開2001−185530号公報に記
載の技術を用いることが好ましい。
The etching reaction chamber 10 is provided with an etching end detector 97 for detecting the end of etching of the sample. The etching end detection unit 97 may be any unit that detects the end of etching of the portion of the sample to be etched by some means, or may be one that determines by setting some conditions. However, it is preferable to use the technique described in JP 2001-185530 A created by the present inventors.

【0054】制御部502は、上記した各バルブ13、
14、23〜26、34、35、43、44や各圧力計
11、22、各流量計27、32、33、各ポンプ40
〜42、第1真空計12、除害装置49、エッチング終
了検出部97等に電気的に接続されている。制御部50
2は、これらの各部の動作を監視したり、制御する機能
を有する。エッチング反応室10内には、図2に示すよ
うに、試料テーブル80と、シャワープレート82と、
2枚の阻止板83が設けられている。試料テーブル80
には、ドライエッチングして構造体を製造するための試
料81が載置可能となっている。試料テーブル80の表
面には、放射状の溝又は少数の微小な突起を設けること
が好ましい。溝又は突起を設けると、試料81の両面で
の圧力差を生じさせないようにすることができる。よっ
て、脆弱な材料で形成された試料81であっても破損を
防止できる。また、試料テーブル80の表面に試料81
が密着することを防止できる。
The control unit 502 includes the above-mentioned valves 13,
14, 23 to 26, 34, 35, 43, 44, each pressure gauge 11, 22, each flow meter 27, 32, 33, each pump 40
˜42, the first vacuum gauge 12, the abatement device 49, the etching end detection unit 97, etc. are electrically connected. Control unit 50
2 has a function of monitoring and controlling the operation of each of these parts. In the etching reaction chamber 10, as shown in FIG. 2, a sample table 80, a shower plate 82,
Two blocking plates 83 are provided. Sample table 80
A sample 81 for manufacturing a structure by dry etching can be placed on the. It is preferable to provide radial grooves or a small number of minute projections on the surface of the sample table 80. Providing the groove or the protrusion can prevent the pressure difference between both surfaces of the sample 81. Therefore, even the sample 81 formed of a brittle material can be prevented from being damaged. In addition, the sample 81 is placed on the surface of the sample table 80.
Can be prevented from adhering to each other.

【0055】シャワープレート82は円板状に形成され
ており、下面に多数のガス供給口82aを有する。シャ
ワープレート82には、回転軸を取付けて回転可能にす
ることが好ましい。また、回転軸と円板との接合部は運
動シールとして円板を揺動可能にすることが好ましい。
円板を回転可能あるいは揺動可能とすることで、エッチ
ング反応室10全体にわたってガスをほぼ均一にシャワ
ーできる。また、ガス供給管と回転軸は別個に形成する
ことが好ましい。この場合、ガス供給管は軟質配管で形
成し、軟質配管と円板の接合部は固定シールにすると、
ガスの漏れを強固に防止できる。また、回転軸の接合部
でのガス漏れを考慮する必要がないので、運動シールの
構造を簡略化できる。また、軟質配管は揺動中心軸に振
動角分、巻き付けておくことが好ましい。
The shower plate 82 is formed in a disk shape and has a large number of gas supply ports 82a on the lower surface. It is preferable that the shower plate 82 be attached with a rotary shaft so as to be rotatable. Further, it is preferable that the joint between the rotary shaft and the disc be a swing seal so that the disc can swing.
By making the disk rotatable or swingable, the gas can be showered almost uniformly throughout the etching reaction chamber 10. Further, it is preferable that the gas supply pipe and the rotary shaft are formed separately. In this case, if the gas supply pipe is formed of soft piping and the joint between the soft piping and the disk is a fixed seal,
Gas leakage can be firmly prevented. Moreover, since it is not necessary to consider gas leakage at the joint of the rotary shaft, the structure of the motion seal can be simplified. Further, it is preferable that the soft pipe is wound around the swing central axis by the vibration angle.

【0056】2枚の阻止板83は、シャワープレート8
2のガス供給口82aからガス排出口10aへの直線的
なガスの流れを阻止する。阻止板83を設けると、エッ
チング反応室10内でのガスの流れる方向が様々な方向
に分散される。このため、エッチング反応室10内の試
料81の全体にガスをほぼ均一に供給できる。阻止板8
3を設けると、連続的にガスを供給して連続的にエッチ
ングする場合でも、試料81をほぼ均一にエッチングで
きる。
The two blocking plates 83 are the shower plates 8
The linear gas flow from the second gas supply port 82a to the gas discharge port 10a is blocked. When the blocking plate 83 is provided, the gas flow direction in the etching reaction chamber 10 is dispersed in various directions. Therefore, the gas can be supplied almost uniformly to the entire sample 81 in the etching reaction chamber 10. Stop plate 8
When No. 3 is provided, the sample 81 can be etched substantially uniformly even when gas is continuously supplied to perform continuous etching.

【0057】メチルアルコール容器31には、図3に示
すように、3枚の阻止板85が取付けられて迷路構造が
形成されている。この阻止板85を設けると、メチルア
ルコール容器31をドライポンプ42等で減圧したとき
にメチルアルコール溶液が突沸した場合に、そのメチル
アルコール溶液が配管に直接進入することを防止でき
る。この結果、メチルアルコール溶液が配管内のフィル
タ84で詰まることを防止できる。
As shown in FIG. 3, three blocking plates 85 are attached to the methyl alcohol container 31 to form a maze structure. By providing this blocking plate 85, it is possible to prevent the methyl alcohol solution from directly entering the pipe when the methyl alcohol solution bumps when the methyl alcohol container 31 is depressurized by the dry pump 42 or the like. As a result, it is possible to prevent the methyl alcohol solution from clogging the filter 84 in the pipe.

【0058】次に、例えば図6に示す中空空間120を
有するシリコン系構造体を、上記構成の第1実施例の構
造体製造装置とシリコン系材料の加工技術を用いて製造
する方法を図4〜図6を参照して説明する。このシリコ
ン系構造体は、中空空間120の上方に伸びるビーム
(梁)やマス(質量体)Aを有する。この製造方法は、
図20〜図22に示した第1背景技術と対比されるもの
である。
Next, for example, a method for manufacturing a silicon-based structure having a hollow space 120 shown in FIG. 6 by using the structure manufacturing apparatus of the first embodiment having the above-mentioned structure and a silicon-based material processing technique will be described with reference to FIG. ~ It demonstrates with reference to FIG. This silicon-based structure has a beam (beam) or mass (mass) A extending above the hollow space 120. This manufacturing method is
This is to be compared with the first background art shown in FIGS.

【0059】まず、第1実施例の構造体製造装置とは別
の装置によって、以下の処理を行う。まず、図4に示す
シリコン基板102上の所定領域に例えばCVD(Chem
icalVapor Deposition)法等によって酸化シリコン層1
08を形成する。その後、その酸化シリコン層108を
覆うように例えばCVD法等によってシリコン層112
を形成する。
First, the following processing is performed by an apparatus different from the structure manufacturing apparatus of the first embodiment. First, for example, in a predetermined region on the silicon substrate 102 shown in FIG.
Silicon oxide layer 1 by the ical vapor deposition method etc.
08 is formed. After that, the silicon layer 112 is covered by the CVD method or the like so as to cover the silicon oxide layer 108.
To form.

【0060】以上の工程を経ることで得られた図4に示
すような試料を、図1に示す第1実施例の構造体製造装
置のエッチング反応室10に収容する。この構造体製造
装置では以下の処理が行われる。まず、この構造体製造
装置は、エッチング反応室10にシリコンをエッチング
する二フッ化キセノンガスを供給して、シリコン層11
2を局所的にドライエッチングする。二フッ化キセノン
ガスは、シリコン(Si:多結晶シリコンと単結晶シリ
コンの両方を含む)を選択的にエッチングして、酸化シ
リコン(SiO)と窒化シリコン(SiN)とアルミ
ニウム(Al)をほとんどエッチングしない。具体的に
は、二フッ化キセノンガスによるシリコンのエッチング
速度は約4600Å/minであり、酸化シリコンのエ
ッチング速度は約0Å/minであり、窒化シリコンの
エッチング速度は約120Å/minであり、アルミニ
ウムのエッチング速度は約0Å/minである。但し、
これらの値は種々の条件によって変動し得るものであ
る。
The sample as shown in FIG. 4 obtained through the above steps is housed in the etching reaction chamber 10 of the structure manufacturing apparatus of the first embodiment shown in FIG. The following processing is performed in this structure manufacturing apparatus. First, in this structure manufacturing apparatus, the xenon difluoride gas for etching silicon is supplied to the etching reaction chamber 10 to supply the silicon layer 11
2 is locally dry-etched. Xenon difluoride gas selectively etches silicon (Si: including both polycrystalline silicon and single crystal silicon) to remove silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (SiN), and aluminum (Al). Do not etch. Specifically, the etching rate of silicon by xenon difluoride gas is about 4600Å / min, the etching rate of silicon oxide is about 0Å / min, the etching rate of silicon nitride is about 120Å / min, and The etching rate is about 0Å / min. However,
These values can be changed under various conditions.

【0061】局所的にドライエッチングする方法として
は、例えばドライエッチングをしたい部分を除いてレジ
ストによってマスクをした状態でガスを供給する方法
や、ドライエッチングをしたい部分に局所的にガスを当
てる方法等が挙げられるが、これらの方法には限定され
ない。局所的にドライエッチングできればいかなる方法
であってもよい。レジストによってマスクをする場合
は、そのレジストはガス(この例では二フッ化キセノン
ガス)によってほとんどエッチングされない材料である
必要がある。これにより、図5に示すように、酸化シリ
コン層108に達するエッチング孔118が形成され
る。この結果、酸化シリコン層108の一部が露出す
る。その後、そのエッチング反応室10から二フッ化キ
セノンガスを排出する。その後、そのエッチング反応室
10にメチルアルコールとフッ化水素の混合ガスを供給
して、酸化シリコン層108の全てをドライエッチング
する。
As a method of locally dry etching, for example, a method of supplying a gas in a state where a mask is formed by a resist except a portion to be dry etched, a method of locally applying a gas to a portion to be dry etched, etc. However, the method is not limited to these. Any method may be used as long as it can locally perform dry etching. When masking with a resist, the resist must be a material that is hardly etched by a gas (xenon difluoride gas in this example). Thereby, as shown in FIG. 5, an etching hole 118 reaching the silicon oxide layer 108 is formed. As a result, part of the silicon oxide layer 108 is exposed. Then, xenon difluoride gas is discharged from the etching reaction chamber 10. Then, a mixed gas of methyl alcohol and hydrogen fluoride is supplied to the etching reaction chamber 10 to dry-etch the entire silicon oxide layer 108.

【0062】メチルアルコールとフッ化水素の混合ガス
は、酸化シリコン(SiO)を選択的にエッチングし
て、シリコン(Si:多結晶シリコンと単結晶シリコン
の両方を含む))と窒化シリコン(SiN)とアルミニ
ウム(Al)をほとんどエッチングしない。具体的に
は、メチルアルコールとフッ化水素の混合ガスによる酸
化シリコンのエッチング速度は約1000Å/minで
あり、シリコンのエッチング速度は約0Å/minであ
り、窒化シリコンのエッチング速度は約10Å/min
であり、アルミニウムのエッチング速度は約1Å/mi
n以下の微小な値である。但し、これらの値は種々の条
件によって変動し得るものである。酸化シリコン層10
8は最終的には除去することで図6に示すような空間1
20を作り出すための層である。この層は一般に「犠牲
層」と称される。この結果、図6に示すように、中空空
間120を有するシリコン系構造体が製造される。
A mixed gas of methyl alcohol and hydrogen fluoride selectively etches silicon oxide (SiO 2 ) to obtain silicon (Si: including both polycrystalline silicon and single crystal silicon) and silicon nitride (SiN). ) And aluminum (Al) are hardly etched. Specifically, the etching rate of silicon oxide with a mixed gas of methyl alcohol and hydrogen fluoride is about 1000 Å / min, the etching rate of silicon is about 0 Å / min, and the etching rate of silicon nitride is about 10 Å / min.
And the etching rate of aluminum is about 1Å / mi
It is a small value of n or less. However, these values may vary depending on various conditions. Silicon oxide layer 10
8 is finally removed so that the space 1 as shown in FIG.
It is a layer for producing 20. This layer is commonly referred to as the "sacrificial layer". As a result, as shown in FIG. 6, a silicon-based structure having the hollow space 120 is manufactured.

【0063】この構造体は、例えば加速度センサとして
用いられる。加速度センサとして用いられる場合には、
シリコン層112の一部Aが、加速度が作用すると変位
するビームあるいはマスとして用いられる。例えばシリ
コン基板102の基板面に垂直な方向の加速度が作用す
るとマスAが基板面垂直方向に変位する。マスAの変位
を図示しない電極対間の静電容量の変化として検出する
ことで、作用した加速度を検出できる。あるいはシリコ
ン基板102の基板面に垂直な方向の加速度が作用する
とビームAがたわむ。ビームAのたわみを図示しないピ
エゾ抵抗の抵抗変化として検出することで、作用した加
速度を検出できる。なお、シリコン基板102の基板面
に平行な方向の加速度を検出することも可能である。
This structure is used, for example, as an acceleration sensor. When used as an acceleration sensor,
A portion A of the silicon layer 112 is used as a beam or mass that is displaced when acceleration acts. For example, when acceleration in the direction perpendicular to the substrate surface of the silicon substrate 102 acts, the mass A is displaced in the direction perpendicular to the substrate surface. The applied acceleration can be detected by detecting the displacement of the mass A as a change in the capacitance between the electrode pair (not shown). Alternatively, the beam A bends when acceleration in a direction perpendicular to the substrate surface of the silicon substrate 102 acts. The acting acceleration can be detected by detecting the deflection of the beam A as a resistance change of the piezoresistor not shown. It is also possible to detect the acceleration in the direction parallel to the substrate surface of the silicon substrate 102.

【0064】次に、第1実施例の構造体製造装置による
上記した処理を図1を参照してより具体的に説明する。
なお、最初は各バルブはすべて閉じられている。以下の
処理は、全ての制御を制御プログラム等によって制御部
502で行ってもよいし、その一部を操作者が手動で行
ってもよい。まず、第1スロットルバルブ91と、第1
0バルブ44と第6バルブ26と第3バルブ23を開
き、ドライポンプ42を駆動して、エッチング反応室1
0と二フッ化キセノン容器20を減圧する。二フッ化キ
セノンは3.8Torr以下の圧力で昇華する。よっ
て、この減圧処理によって二フッ化キセノン容器20に
収容された固体の二フッ化キセノンが昇華してガスとな
る。この二フッ化キセノンガスは、ドライポンプ42の
吸込み力によってエッチング反応室10へ導かれ、さら
にドライポンプ42を経由して排出される。これによ
り、エッチング反応室10内に残留していたガス等が追
い出される。排出後は、第10バルブ44と第6バルブ
26と第3バルブ23を閉じる。
Next, the above-mentioned processing by the structure manufacturing apparatus of the first embodiment will be described more specifically with reference to FIG.
Initially, all valves are closed. The following processing may be performed by the control unit 502 by a control program or the like, or a part of the control may be manually performed by the operator. First, the first throttle valve 91 and the first
The 0 valve 44, the sixth valve 26, and the third valve 23 are opened, the dry pump 42 is driven, and the etching reaction chamber 1
0 and the pressure of the xenon difluoride container 20 is reduced. Xenon difluoride sublimes at a pressure of 3.8 Torr or less. Therefore, this depressurization process causes the solid xenon difluoride contained in the xenon difluoride container 20 to sublimate into gas. This xenon difluoride gas is guided to the etching reaction chamber 10 by the suction force of the dry pump 42, and is further discharged via the dry pump 42. As a result, the gas or the like remaining in the etching reaction chamber 10 is expelled. After discharging, the tenth valve 44, the sixth valve 26, and the third valve 23 are closed.

【0065】次に、第2バルブ14を開き、窒素ガス供
給部93から窒素ガスをエッチング反応室10に供給
し、エッチング反応室10内を大気圧にする。大気圧に
した状態でエッチング反応室10の扉を開き、図2に示
すような試料81を試料テーブル80上に載置する。試
料81を載置した後に扉を閉め、第2バルブ14を閉じ
る。
Next, the second valve 14 is opened, and nitrogen gas is supplied to the etching reaction chamber 10 from the nitrogen gas supply portion 93 to bring the inside of the etching reaction chamber 10 to atmospheric pressure. The door of the etching reaction chamber 10 is opened under atmospheric pressure, and a sample 81 as shown in FIG. 2 is placed on the sample table 80. After mounting the sample 81, the door is closed and the second valve 14 is closed.

【0066】次に、第1スロットルバルブ91と、第1
0バルブ44と第3バルブ23と第6バルブ26を開
き、ドライポンプ42を駆動し、エッチング反応室10
と二フッ化キセノン容器20を減圧する。この結果、二
フッ化キセノン容器20に収容されている固体の二フッ
化キセノンが昇華してガスとなり、エッチング反応室1
0内に導入される。エッチング反応室10内の圧力を第
1圧力計11で監視し、所定の圧力に到達したら、第3
バルブ23と第6バルブを閉じ、二フッ化キセノンガス
をエッチング反応室10に閉じ込める。その二フッ化キ
セノンガスによって、エッチング反応室10内にある試
料81のシリコン層112(図5参照)が局部的にエッ
チングされてエッチング孔118が形成される。このエ
ッチングの反応式は次式(1)で表される。 2XeF+Si→2Xe+SiF (1)
Next, the first throttle valve 91 and the first throttle valve 91
The 0 valve 44, the third valve 23, and the sixth valve 26 are opened, the dry pump 42 is driven, and the etching reaction chamber 10 is opened.
And the pressure of the xenon difluoride container 20 is reduced. As a result, the solid xenon difluoride contained in the xenon difluoride container 20 sublimes into gas, and the etching reaction chamber 1
It is introduced within 0. The pressure in the etching reaction chamber 10 is monitored by the first pressure gauge 11, and when the predetermined pressure is reached, the third pressure
The valve 23 and the sixth valve are closed, and the xenon difluoride gas is confined in the etching reaction chamber 10. The xenon difluoride gas locally etches the silicon layer 112 (see FIG. 5) of the sample 81 in the etching reaction chamber 10 to form the etching hole 118. The reaction equation of this etching is represented by the following equation (1). 2XeF 2 + Si → 2Xe + SiF 4 (1)

【0067】エッチング終了検出部97で、二フッ化キ
セノンガスによるシリコン層112のエッチング必要部
分のエッチングが終了したことが検出されたら、第10
バルブ44を開き、エッチング反応室10内の二フッ化
キセノンガスをドライポンプ42と除害装置49を通じ
て排出する。なお、エッチング終了検出部97は設けな
くてもよい。例えば、制御部502で算出あるいは記憶
されたエッチング期間データを利用してもよい。このエ
ッチング期間データとは、所定の条件におけるエッチン
グ開始時から終了推定時までの期間を装置の動作時に算
出するか、あるいは予め算出して記憶されたデータであ
る。所定の条件とは、例えば試料の大きさ、エッチング
反応室に供給されるガスの量、ガスの種類等である。
When the etching completion detecting unit 97 detects that the etching of the portion of the silicon layer 112 that needs etching with the xenon difluoride gas is completed, the tenth step is performed.
The valve 44 is opened, and the xenon difluoride gas in the etching reaction chamber 10 is discharged through the dry pump 42 and the abatement device 49. The etching end detection unit 97 may not be provided. For example, the etching period data calculated or stored by the control unit 502 may be used. The etching period data is data which is calculated during the operation of the apparatus from the time when the etching is started to the time when the etching is estimated under a predetermined condition, or is calculated and stored in advance. The predetermined condition is, for example, the size of the sample, the amount of gas supplied to the etching reaction chamber, the type of gas, or the like.

【0068】次に、第1スロットルバルブ91と、第1
0バルブ44と第8バルブ35と第7バルブ34を開
き、ドライポンプ42で真空排気する。すると、メチル
アルコール容器31内のメチルアルコール溶液が蒸発
し、フッ化水素容器30内のフッ化水素溶液が蒸発す
る。蒸発したメチルアルコールガスの流量を第3流量計
33で監視し、必要に応じて流量を調整する。また、蒸
発したフッ化水素ガスの流量を第2流量計32で監視
し、必要に応じて流量を調整する。流量が調整されたメ
チルアルコールとフッ化水素の混合ガスがエッチング反
応室10に供給される。その後、第8バルブ35と第7
バルブ34を閉じ、エッチング反応室10からメチルア
ルコールとフッ化水素の混合ガスを排出する。これによ
り、エッチング反応室10内に残留していたガス等が追
い出される。
Next, the first throttle valve 91 and the first throttle valve 91
The 0 valve 44, the eighth valve 35, and the seventh valve 34 are opened, and the dry pump 42 evacuates. Then, the methyl alcohol solution in the methyl alcohol container 31 is evaporated, and the hydrogen fluoride solution in the hydrogen fluoride container 30 is evaporated. The flow rate of the evaporated methyl alcohol gas is monitored by the third flow meter 33, and the flow rate is adjusted if necessary. Further, the flow rate of the evaporated hydrogen fluoride gas is monitored by the second flow meter 32, and the flow rate is adjusted if necessary. A mixed gas of methyl alcohol and hydrogen fluoride whose flow rate is adjusted is supplied to the etching reaction chamber 10. After that, the eighth valve 35 and the seventh
The valve 34 is closed and the mixed gas of methyl alcohol and hydrogen fluoride is discharged from the etching reaction chamber 10. As a result, the gas or the like remaining in the etching reaction chamber 10 is expelled.

【0069】次に、第9バルブ43を開き、ターボ分子
ポンプ40とロータリーポンプ41でエッチング反応室
10内を高真空にする。次に、第9バルブ43を閉じ、
第10バルブ44と第8バルブ35と第7バルブ34を
開き、ドライポンプ42で真空排気して、メチルアルコ
ール容器31内のメチルアルコール溶液を蒸発させ、フ
ッ化水素容器30内のフッ化水素溶液を蒸発させる。蒸
発したメチルアルコールガスの流量を第3流量計33で
監視し、必要に応じて流量を調整する。また、蒸発した
フッ化水素ガスの流量を第2流量計32で監視し、必要
に応じて流量を調整する。流量が調整されたメチルアル
コールとフッ化水素の混合ガスがエッチング反応室10
に供給される。
Next, the ninth valve 43 is opened, and the inside of the etching reaction chamber 10 is evacuated to a high vacuum by the turbo molecular pump 40 and the rotary pump 41. Next, the ninth valve 43 is closed,
The tenth valve 44, the eighth valve 35, and the seventh valve 34 are opened, and the dry pump 42 is evacuated to evaporate the methyl alcohol solution in the methyl alcohol container 31 and the hydrogen fluoride solution in the hydrogen fluoride container 30. Evaporate. The flow rate of the evaporated methyl alcohol gas is monitored by the third flow meter 33, and the flow rate is adjusted if necessary. Further, the flow rate of the evaporated hydrogen fluoride gas is monitored by the second flow meter 32, and the flow rate is adjusted if necessary. The mixed gas of methyl alcohol and hydrogen fluoride, the flow rate of which was adjusted, was used as the etching reaction chamber 10.
Is supplied to.

【0070】エッチング反応室10内の圧力を第1圧力
計11で監視し、第1スロットルバルブ91を調整し、
所定の圧力に保持する。この結果、試料の酸化シリコン
層108(図5参照)は混合ガスでエッチングされる。
この場合、以下の式(2)と式(3)で表される反応が
生じる。式(2)と式(3)中の「M」はメチルアルコ
ールを表す。 M+2HF→HF +MH (2) SiO+2HF +2MH→SiF+2HO+2M (3)
The pressure in the etching reaction chamber 10 is monitored by the first pressure gauge 11, the first throttle valve 91 is adjusted,
Hold at a predetermined pressure. As a result, the silicon oxide layer 108 (see FIG. 5) of the sample is etched with the mixed gas.
In this case, the reactions represented by the following formulas (2) and (3) occur. "M" in Formula (2) and Formula (3) represents methyl alcohol. M + 2HF → HF 2 + MH + (2) SiO 2 + 2HF 2 + 2MH + → SiF 4 + 2H 2 O + 2M (3)

【0071】エッチング終了検出部97で、混合ガスに
よる酸化シリコン層108のエッチングが終了したこと
が検出されたら、第8バルブ35と第7バルブ34を閉
じ、エッチング反応室10内からメチルアルコールとフ
ッ化水素の混合ガスをドライポンプ42と除害装置49
を通じて排出する。なお、この場合もエッチング終了検
出部97を利用せずに、制御部502で算出あるいは記
憶されたエッチング期間データを利用してもよい。
When the etching completion detecting unit 97 detects that the etching of the silicon oxide layer 108 by the mixed gas is completed, the eighth valve 35 and the seventh valve 34 are closed, and methyl alcohol and fluorine are removed from the etching reaction chamber 10. Dry gas 42 and abatement device 49 for mixed gas of hydrogen fluoride
Exhaust through. Also in this case, the etching period data calculated or stored by the control unit 502 may be used without using the etching end detection unit 97.

【0072】以上の処理においては、エッチング反応室
10、メチルアルコール容器31、フッ化水素容器3
0、二フッ化キセノン容器20等を減圧する手段とし
て、ドライポンプ42に代えてターボ分子ポンプ40と
ロータリーポンプ41を連結した高速の減圧手段を用い
てもよい。この場合、減圧を行う際には第10バルブ4
4に代えて第9バルブ43を開く。
In the above processing, the etching reaction chamber 10, the methyl alcohol container 31, the hydrogen fluoride container 3
As the means for reducing the pressure of the xenon difluoride container 20 and the like, a high-speed pressure reducing means in which the turbo molecular pump 40 and the rotary pump 41 are connected may be used instead of the dry pump 42. In this case, when reducing the pressure, the tenth valve 4
Instead of 4, the ninth valve 43 is opened.

【0073】次に、図13に示す中空空間220を有す
るシリコン系構造体を、上記構成の第1実施例の構造体
製造装置とその他のシリコン系材料の加工技術を用いて
用いて製造する方法を図7〜図13を参照して説明す
る。このシリコン系構造体は、中空空間220の上方に
位置するダイアフラムBを有する。この製造方法は、図
23〜図26に示した第2背景技術と対比されるもので
ある。
Next, a method for manufacturing the silicon-based structure having the hollow space 220 shown in FIG. 13 by using the structure manufacturing apparatus of the first embodiment having the above-mentioned configuration and the processing technique for other silicon-based materials. Will be described with reference to FIGS. This silicon-based structure has a diaphragm B located above the hollow space 220. This manufacturing method is to be compared with the second background art shown in FIGS.

【0074】まず、第1実施例の構造体製造装置とは別
の装置によって以下の処理を行う。図7に示す単結晶シ
リコン基板202に局部的に不純物を注入して下部電極
204を形成する。シリコン基板202の表面を窒化処
理して、下部窒化シリコン層210を形成する。その下
部窒化シリコン層210上の所定領域に例えばCVD法
等によって多結晶シリコン層208を形成する。この例
では多結晶シリコン層208が犠牲層となる。その多結
晶シリコン層208を覆うように、上部第1窒化シリコ
ン層212を形成する。上部第1窒化シリコン層212
上の所定領域に、上部電極206を形成する。上部電極
206は多結晶シリコン等で形成される。上部電極20
6を覆うように、上部第2窒化シリコン層214を形成
する。
First, the following processing is performed by an apparatus different from the structure manufacturing apparatus of the first embodiment. Impurities are locally implanted into the single crystal silicon substrate 202 shown in FIG. 7 to form the lower electrode 204. The lower silicon nitride layer 210 is formed by nitriding the surface of the silicon substrate 202. A polycrystalline silicon layer 208 is formed in a predetermined region on the lower silicon nitride layer 210 by, for example, the CVD method. In this example, the polycrystalline silicon layer 208 serves as a sacrificial layer. An upper first silicon nitride layer 212 is formed so as to cover the polycrystalline silicon layer 208. Upper first silicon nitride layer 212
The upper electrode 206 is formed in a predetermined region above. The upper electrode 206 is made of polycrystalline silicon or the like. Upper electrode 20
An upper second silicon nitride layer 214 is formed so as to cover 6.

【0075】その後、図8に示すように、上部電極20
6と下部電極204の所定領域上にコンタクト孔222
a、222bを形成する。その後、図9に示すように、
試料の表面に配線層となるアルミニウム層216を形成
する。その後、図10に示すように、アルミニウム層2
16をパターニングして上部電極206に接触する配線
層216aと、下部電極204に接触する配線層216
bを形成する。その後、図11に示すように、上部電極
206が存在しない部分で、上部窒化シリコン層21
2、214をエッチングして、多結晶シリコン層208
に達するエッチング孔218を形成する。これにより、
多結晶シリコン層208の一部が露出する。この結果、
多結晶シリコン層208の露出した部分が酸化して自然
酸化膜(酸化シリコン)219が形成される。
After that, as shown in FIG.
6 and the contact hole 222 on the predetermined region of the lower electrode 204.
a and 222b are formed. Then, as shown in FIG.
An aluminum layer 216 to be a wiring layer is formed on the surface of the sample. Then, as shown in FIG.
16 is patterned to form a wiring layer 216a that contacts the upper electrode 206 and a wiring layer 216 that contacts the lower electrode 204.
b is formed. Then, as shown in FIG. 11, in the portion where the upper electrode 206 does not exist, the upper silicon nitride layer 21 is formed.
2, 214 is etched to form a polycrystalline silicon layer 208
To form etching holes 218. This allows
Part of the polycrystalline silicon layer 208 is exposed. As a result,
The exposed portion of the polycrystalline silicon layer 208 is oxidized to form a natural oxide film (silicon oxide) 219.

【0076】以上の工程を経ることで得られた図11に
示す試料を、図1に示す第1実施例の構造体製造装置の
エッチング反応室10に収容する。この構造体製造装置
では以下の処理が行われる。まず、この構造体製造装置
は、エッチング反応室10にメチルアルコールとフッ化
水素の混合ガスを供給して、図11に示す自然酸化膜
(酸化シリコン)219をドライエッチングする。メチ
ルアルコールとフッ化水素の混合ガスは、上記したよう
に、酸化シリコンを選択的にエッチングして、シリコン
(多結晶、単結晶)と窒化シリコンとアルミニウムをほ
とんどエッチングしない。この結果、犠牲層であるシリ
コン層208の一部が露出する。その後、エッチング反
応室10からメチルアルコールとフッ化水素の混合ガス
を排出する。その後、エッチング反応室10に二フッ化
キセノンガスを供給して、図11に示すシリコン層20
8をドライエッチングする。この結果、図12に示す状
態となる。二フッ化キセノンガスは、上記したように、
シリコン(多結晶、単結晶)を選択的にエッチングし
て、酸化シリコンと窒化シリコンとアルミニウムをほと
んどエッチングしない。その後、第1実施例の構造体製
造装置とは別の装置によって図13に示すような封止層
224を形成して、エッチング孔218を封止する。こ
の結果、中空空間220を有するシリコン系構造体が製
造される。この構造体は圧力センサとして機能する。
The sample shown in FIG. 11 obtained through the above steps is housed in the etching reaction chamber 10 of the structure manufacturing apparatus of the first embodiment shown in FIG. The following processing is performed in this structure manufacturing apparatus. First, the structure manufacturing apparatus supplies a mixed gas of methyl alcohol and hydrogen fluoride to the etching reaction chamber 10 to dry-etch the natural oxide film (silicon oxide) 219 shown in FIG. As described above, the mixed gas of methyl alcohol and hydrogen fluoride selectively etches silicon oxide and hardly etches silicon (polycrystalline or single crystal), silicon nitride, and aluminum. As a result, a part of the silicon layer 208 which is a sacrifice layer is exposed. Then, a mixed gas of methyl alcohol and hydrogen fluoride is discharged from the etching reaction chamber 10. Then, a xenon difluoride gas is supplied to the etching reaction chamber 10 so that the silicon layer 20 shown in FIG.
8 is dry-etched. As a result, the state shown in FIG. 12 is obtained. Xenon difluoride gas, as described above,
Selectively etches silicon (polycrystal, single crystal), and hardly etches silicon oxide, silicon nitride and aluminum. After that, a sealing layer 224 as shown in FIG. 13 is formed by a device different from the structure manufacturing device of the first embodiment to seal the etching hole 218. As a result, a silicon-based structure having the hollow space 220 is manufactured. This structure functions as a pressure sensor.

【0077】この構造体では、上部窒化シリコン層21
2、214と上部電極206と封止層224の所定部位
Bがダイアフラムとして機能する。犠牲層である酸化シ
リコン層208が除去された空間220は密封された空
間であり、圧力基準室として機能する。この構造体によ
ると、ダイアフラムBに作用した圧力と基準圧の差に応
じてダイアフラムBがたわむ。ダイアフラムBがたわむ
と、上部電極206と下部電極204の間の距離が変化
する。両電極206、204の間の距離が変化すると、
両電極206、204の間の静電容量が変化する。この
静電容量の変化量を検出することでダイアフラムBに作
用する圧力の大きさを検出できる。
In this structure, the upper silicon nitride layer 21
2, 214, the upper electrode 206, and the predetermined portion B of the sealing layer 224 function as a diaphragm. The space 220 from which the silicon oxide layer 208, which is a sacrificial layer, is removed is a sealed space and functions as a pressure reference chamber. According to this structure, the diaphragm B bends according to the difference between the pressure applied to the diaphragm B and the reference pressure. When the diaphragm B bends, the distance between the upper electrode 206 and the lower electrode 204 changes. When the distance between the electrodes 206 and 204 changes,
The capacitance between both electrodes 206 and 204 changes. The amount of pressure acting on the diaphragm B can be detected by detecting the amount of change in the capacitance.

【0078】次に、第1実施例の構造体製造装置による
上記した処理を図1を参照してより具体的に説明する。
なお、最初は各バルブはすべて閉じられている。以下の
処理は、全ての制御を制御プログラム等によって制御部
502で行ってもよいし、その一部を操作者が手動で行
ってもよい。まず、第1スロットルバルブ91と、第1
0バルブ44と第8バルブ35と第7バルブ34を開
き、ドライポンプ42で真空排気して、メチルアルコー
ル容器31内のメチルアルコール溶液を蒸発させ、フッ
化水素容器30内のフッ化水素溶液を蒸発させる。蒸発
したメチルアルコールガスの流量を第3流量計33で監
視し、必要に応じて流量を調整する。また、蒸発したフ
ッ化水素ガスの流量を第2流量計32で監視し、必要に
応じて流量を調整する。流量が調整されたメチルアルコ
ールとフッ化水素の混合ガスがエッチング反応室10に
供給される。その後に、第8バルブ35と第7バルブ3
4を閉じ、エッチング反応室10からメチルアルコール
とフッ化水素の混合ガスを排出する。これにより、エッ
チング反応室10内に残留していたガス等が追い出され
る。なお、エッチング反応室10内を1×10−2Pa
以下の真空状態にする必要がある場合は、第10バルブ
44を閉じ、第9バルブ43を開き、ターボ分子ポンプ
40とロータリーポンプ41で真空排気する。
Next, the above-described processing by the structure manufacturing apparatus of the first embodiment will be described more specifically with reference to FIG.
Initially, all valves are closed. The following processing may be performed by the control unit 502 by a control program or the like, or a part of the control may be manually performed by the operator. First, the first throttle valve 91 and the first
The 0 valve 44, the 8th valve 35, and the 7th valve 34 are opened, the dry pump 42 evacuates, the methyl alcohol solution in the methyl alcohol container 31 is evaporated, and the hydrogen fluoride solution in the hydrogen fluoride container 30 is removed. Evaporate. The flow rate of the evaporated methyl alcohol gas is monitored by the third flow meter 33, and the flow rate is adjusted if necessary. Further, the flow rate of the evaporated hydrogen fluoride gas is monitored by the second flow meter 32, and the flow rate is adjusted if necessary. A mixed gas of methyl alcohol and hydrogen fluoride whose flow rate is adjusted is supplied to the etching reaction chamber 10. After that, the eighth valve 35 and the seventh valve 3
4 is closed, and a mixed gas of methyl alcohol and hydrogen fluoride is discharged from the etching reaction chamber 10. As a result, the gas or the like remaining in the etching reaction chamber 10 is expelled. In addition, the inside of the etching reaction chamber 10 is 1 × 10 −2 Pa.
When the following vacuum state is required, the tenth valve 44 is closed, the ninth valve 43 is opened, and the turbo molecular pump 40 and the rotary pump 41 are evacuated.

【0079】次に、第9バルブ43と第10バルブ44
を閉じ、第2バルブ14を開き、Nガス供給部93から
窒素ガスをエッチング反応室10に供給し、エッチング
反応室10内を大気圧にする。大気圧にした状態でエッ
チング反応室10の扉を開いて図2に示すような試料8
1を試料テーブル80上に載置する。試料81を載置し
た後に扉を閉め、第2バルブ14を閉じる。次に、第9
バルブ43を開き、ターボ分子ポンプ40とロータリー
ポンプ41でエッチング反応室10内を高真空にする。
次に、第9バルブ43を閉じ、第10バルブ44と第8
バルブ35と第7バルブ34を開き、ドライポンプ42
で真空排気して、メチルアルコール容器31内のメチル
アルコール溶液を蒸発させ、フッ化水素容器30内のフ
ッ化水素溶液を蒸発させる。蒸発したメチルアルコール
ガスの流量を第3流量計33で監視し、必要に応じて流
量を調整する。また、蒸発したフッ化水素ガスの流量を
第2流量計32で監視し、必要に応じて流量を調整す
る。流量が調整されたメチルアルコールとフッ化水素の
混合ガスがエッチング反応室10に供給される。
Next, the ninth valve 43 and the tenth valve 44
Is closed, the second valve 14 is opened, and nitrogen gas is supplied from the N gas supply unit 93 to the etching reaction chamber 10 to bring the inside of the etching reaction chamber 10 to atmospheric pressure. With the atmospheric pressure kept, the door of the etching reaction chamber 10 was opened and the sample 8 as shown in FIG.
1 is placed on the sample table 80. After mounting the sample 81, the door is closed and the second valve 14 is closed. Next, the ninth
The valve 43 is opened, and the inside of the etching reaction chamber 10 is set to a high vacuum by the turbo molecular pump 40 and the rotary pump 41.
Next, the ninth valve 43 is closed and the tenth valve 44 and the eighth valve 43 are closed.
The valve 35 and the seventh valve 34 are opened, and the dry pump 42
Is evacuated to evaporate the methyl alcohol solution in the methyl alcohol container 31 and evaporate the hydrogen fluoride solution in the hydrogen fluoride container 30. The flow rate of the evaporated methyl alcohol gas is monitored by the third flow meter 33, and the flow rate is adjusted if necessary. Further, the flow rate of the evaporated hydrogen fluoride gas is monitored by the second flow meter 32, and the flow rate is adjusted if necessary. A mixed gas of methyl alcohol and hydrogen fluoride whose flow rate is adjusted is supplied to the etching reaction chamber 10.

【0080】エッチング反応室10内の圧力を第1圧力
計11で監視し、第1スロットルバルブ91を調整し、
所定の圧力に保持する。この結果、試料81の自然酸化
膜(酸化シリコン)219(図11参照)は混合ガスで
エッチングされる。エッチング終了検出部97で、混合
ガスによる自然酸化膜219のエッチングが終了したこ
とが検出されたら、第8バルブ35と第7バルブ34を
閉じ、エッチング反応室10内からメチルアルコールと
フッ化水素の混合ガスをドライポンプ42と除害装置4
9を通じて排出する。なお、上記の場合もエッチング終
了検出部97を利用せずに、制御部502で算出あるい
は記憶されたエッチング期間データを利用してもよい。
The pressure in the etching reaction chamber 10 is monitored by the first pressure gauge 11, the first throttle valve 91 is adjusted,
Hold at a predetermined pressure. As a result, the natural oxide film (silicon oxide) 219 (see FIG. 11) of the sample 81 is etched with the mixed gas. When the etching completion detecting unit 97 detects that the etching of the natural oxide film 219 by the mixed gas is completed, the eighth valve 35 and the seventh valve 34 are closed to remove methyl alcohol and hydrogen fluoride from the etching reaction chamber 10. Dry gas 42 and abatement device 4 for mixed gas
Discharge through 9. Also in the above case, the etching period data calculated or stored by the control unit 502 may be used without using the etching end detection unit 97.

【0081】次に、第1スロットルバルブ91と、第1
0バルブ44と第5バルブ25と第4バルブ24と第3
バルブ23を開き、ドライポンプ42を駆動し、エッチ
ング反応室10と昇華ガス貯蔵容器21と二フッ化キセ
ノン容器20を減圧する。二フッ化キセノンは3.8T
orr以下の圧力で昇華するために、この処理によっ
て、二フッ化キセノン容器20に収容されている固体の
二フッ化キセノンが昇華する。その後、第3バルブ23
を閉じ、昇華ガス貯蔵容器21とエッチング反応室10
内の昇華した二フッ化キセノンガスを排出する。これに
より、昇華ガス貯蔵容器21とエッチング反応室10内
に残留していたガス等が追い出される。排出後は、第1
0バルブ44と第5バルブ25と第4バルブ24を閉じ
る。
Next, the first throttle valve 91 and the first throttle valve 91
0 valve 44, 5th valve 25, 4th valve 24 and 3rd valve
The valve 23 is opened and the dry pump 42 is driven to depressurize the etching reaction chamber 10, the sublimation gas storage container 21, and the xenon difluoride container 20. Xenon difluoride is 3.8T
In order to sublimate at a pressure of orr or less, this treatment sublimes the solid xenon difluoride contained in the xenon difluoride container 20. After that, the third valve 23
And the sublimation gas storage container 21 and the etching reaction chamber 10 are closed.
The sublimated xenon difluoride gas is discharged. As a result, the gas remaining in the sublimation gas storage container 21 and the etching reaction chamber 10 is expelled. After discharging, the first
The 0 valve 44, the fifth valve 25, and the fourth valve 24 are closed.

【0082】次に、第1スロットルバルブ91と、第1
0バルブ44と第5バルブ25と第4バルブ24を開
き、ドライポンプ42を駆動し、エッチング反応室10
と昇華ガス貯蔵容器21と二フッ化キセノン容器20を
減圧する。減圧後に第5バルブ25を閉じ、第3バルブ
23を開く。この結果、第5バルブ25が閉じ、第3バ
ルブ23と第4バルブ24が開いた状態となる。これに
より、減圧状態の昇華ガス貯蔵容器21と二フッ化キセ
ノン容器20が連通する。よって、二フッ化キセノン容
器20に収容されている固体の二フッ化キセノンが昇華
し、昇華した二フッ化キセノンガスが昇華ガス貯蔵容器
21に貯蔵される。昇華ガス貯蔵容器21内の圧力を第
2圧力計22で監視し、所定の圧力に到達したら、第1
0バルブ44と第3バルブ23を閉じ、第5バルブ25
を開き、昇華ガス貯蔵容器21から二フッ化キセノンガ
スをエッチング反応室10内に導入する。エッチング反
応室10内の圧力を第1圧力計11で監視し、所定の圧
力に到達したら、第5バルブ25を閉じ、二フッ化キセ
ノンガスをエッチング反応室10に閉じ込める。その二
フッ化キセノンガスによって、エッチング反応室10内
にある試料81の犠牲層である多結晶シリコン層208
(図11参照)がドライエッチングされる。
Next, the first throttle valve 91 and the first throttle valve 91
0 valve 44, 5th valve 25 and 4th valve 24 are opened, dry pump 42 is driven, and etching reaction chamber 10
Then, the sublimation gas storage container 21 and the xenon difluoride container 20 are depressurized. After reducing the pressure, the fifth valve 25 is closed and the third valve 23 is opened. As a result, the fifth valve 25 is closed and the third valve 23 and the fourth valve 24 are opened. As a result, the sublimation gas storage container 21 in the reduced pressure state and the xenon difluoride container 20 communicate with each other. Therefore, the solid xenon difluoride contained in the xenon difluoride container 20 is sublimated, and the sublimated xenon difluoride gas is stored in the sublimation gas storage container 21. The pressure in the sublimation gas storage container 21 is monitored by the second pressure gauge 22, and when the predetermined pressure is reached, the first
The 0 valve 44 and the third valve 23 are closed, and the fifth valve 25
And the xenon difluoride gas is introduced into the etching reaction chamber 10 from the sublimation gas storage container 21. The pressure in the etching reaction chamber 10 is monitored by the first pressure gauge 11, and when a predetermined pressure is reached, the fifth valve 25 is closed and the xenon difluoride gas is confined in the etching reaction chamber 10. Due to the xenon difluoride gas, the polycrystalline silicon layer 208 which is the sacrifice layer of the sample 81 in the etching reaction chamber 10
(See FIG. 11) is dry etched.

【0083】エッチング終了検出部97で、二フッ化キ
セノンガスによるシリコン層112のエッチングが終了
したことが検出されたら、第10バルブ44を開き、エ
ッチング反応室10内の二フッ化キセノンガスをドライ
ポンプ42と除害装置49を通じて排出する。排出され
たら、第4バルブ24と第5バルブ25を再度開き、二
フッ化キセノンガスをエッチング反応室10内に供給す
る。なお、上記の場合もエッチング終了検出部97を利
用せずに、制御部502で算出あるいは記憶されたエッ
チング期間データを利用してもよい。
When the etching completion detecting unit 97 detects that the etching of the silicon layer 112 by the xenon difluoride gas is completed, the tenth valve 44 is opened to dry the xenon difluoride gas in the etching reaction chamber 10. It discharges through the pump 42 and the abatement device 49. After being discharged, the fourth valve 24 and the fifth valve 25 are opened again to supply the xenon difluoride gas into the etching reaction chamber 10. Also in the above case, the etching period data calculated or stored by the control unit 502 may be used without using the etching end detection unit 97.

【0084】本実施例では、二フッ化キセノンガスをエ
ッチング反応室10に供給し、保持して排出する動作を
繰返して、いわゆるパルスエッチング方式によって多結
晶シリコン層(犠牲層)208を選択的にエッチングし
ている。なお、第1流量計27で流量を監視しながらガ
スを連続的に供給して連続的にエッチングする方式でも
よい。パルスエッチング方式を利用すると、二フッ化キ
セノンガスの使用量を節約できる。
In this embodiment, the operation of supplying xenon difluoride gas to the etching reaction chamber 10, holding and discharging it is repeated, and the polycrystalline silicon layer (sacrificial layer) 208 is selectively formed by a so-called pulse etching method. Etching. A method of continuously supplying gas while continuously monitoring the flow rate with the first flow meter 27 may be used. By using the pulse etching method, the amount of xenon difluoride gas used can be saved.

【0085】以上で説明した第1実施例の構造体製造装
置を用いると、酸化シリコンを除去するためにウェット
エッチングをしなくてもよい。よって、試料に付着した
エッチング液を洗浄する工程や、その洗浄後に試料を乾
燥させる工程を行わなくてもよい。このため、シリコン
系構造体の製造工程を簡単化できる。また、酸化シリコ
ンを除去するためにウェットエッチングしなくてもよい
ので、製造時にスティッキング現象が生じる可能性を非
常に低くできる。よって、製造時の不良品の発生を減少
させることができる。逆にいうと、ウェットエッチング
を行っていた場合に比べて、構造体の剛性を低く、構造
体の形状寸法を小さくできる。このため、高感度あるい
は高精度なセンサやアクチュエータ等として機能する構
造体を実現できる。また、シリコンと酸化シリコンを同
一のエッチング反応室10(図1参照)でドライエッチ
ングできる。よって、シリコンのドライエッチング装置
のエッチング反応室と酸化シリコンのドライエッチング
装置のエッチング反応室の間で試料を移し換えるという
面倒な作業が不要となる。このため、製造工程を簡単化
できる。エッチング反応室間で試料を移し換える必要が
ないために、その間に試料が外気にさらされることもな
い。このため、シリコン系構造体の製造時の不良品の発
生あるいは使用時の故障品の発生を減少させることがで
きる。特に、シリコンの表面に形成された自然酸化膜の
エッチングを行った後に、その試料の表面に再度自然酸
化膜が形成されてしまうことを防止できる。
When the structure manufacturing apparatus of the first embodiment described above is used, wet etching need not be performed to remove silicon oxide. Therefore, it is not necessary to perform the step of cleaning the etching liquid attached to the sample and the step of drying the sample after the cleaning. Therefore, the manufacturing process of the silicon-based structure can be simplified. In addition, since wet etching is not required to remove silicon oxide, the possibility of sticking phenomenon during manufacturing can be extremely reduced. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of defective products during manufacturing. In other words, the rigidity of the structure can be reduced and the shape and size of the structure can be reduced as compared with the case where wet etching is performed. Therefore, it is possible to realize a structure that functions as a highly sensitive or highly accurate sensor or actuator. Further, silicon and silicon oxide can be dry-etched in the same etching reaction chamber 10 (see FIG. 1). Therefore, the troublesome work of transferring the sample between the etching reaction chamber of the silicon dry etching apparatus and the etching reaction chamber of the silicon oxide dry etching apparatus becomes unnecessary. Therefore, the manufacturing process can be simplified. Since it is not necessary to transfer the sample between the etching reaction chambers, the sample is not exposed to the outside air during that time. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of defective products during manufacturing of the silicon-based structure or the occurrence of defective products during use. In particular, it is possible to prevent the natural oxide film from being formed again on the surface of the sample after etching the natural oxide film formed on the surface of silicon.

【0086】二フッ化キセノンガスと、フッ化水素ガス
とメチルアルコールの混合ガスはアルミニウム系材料を
ほとんどエッチングしない。このため、これらのガスに
よって、図11に示すような自然酸化膜である酸化シリ
コン219と犠牲層であるシリコン層208をエッチン
グする前に、図9に示すようにアルミニウム層216を
形成できる。よって、ドライエッチングによってシリコ
ン層208が除去された後の図12に示すような中空空
間220にアルミニウム216が入り込むことを回避で
きる。このため、製造時の不良品の発生あるいは使用時
の故障品の発生を減少させることができる。
The xenon difluoride gas and the mixed gas of hydrogen fluoride gas and methyl alcohol hardly etch the aluminum material. Therefore, these gases can form the aluminum layer 216 as shown in FIG. 9 before etching the silicon oxide 219 as the natural oxide film and the silicon layer 208 as the sacrificial layer as shown in FIG. Therefore, it is possible to prevent the aluminum 216 from entering the hollow space 220 as shown in FIG. 12 after the silicon layer 208 is removed by dry etching. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of defective products during manufacturing or the occurrence of defective products during use.

【0087】(第2実施例) 図14は、第2実施例のシリコン系構造体の製造装置の
構成を示す。以下では第1実施例の同様の内容について
は原則として説明を省略する。第2実施例の構造体製造
装置は、第1実施例の構造体製造装置が有する構成要素
に加えて、コーティング室50と、有機ケイ素化合物容
器60と、水容器61等を備えている。有機ケイ素化合
物容器60には、液体の有機ケイ素化合物が収容されて
いる。有機ケイ素化合物としては、例えば、トリデカフ
ルオロ−1、1、2、2、−テトラビドロオクチルトリ
クロロシラン(C13SiCl)、オフタデ
シルトリクロロシラン(C1837SiCl)等を
用いることができる。水容器61には、水(HO)が
収容されている。コーティング室50には、第3圧力計
51が接続されている。コーティング室50には、第1
1バルブ53を介して第2真空計52が接続されてい
る。コーティング室50には、第12バルブ54を介し
て窒素ガス導入部94が接続されている。
(Second Embodiment) FIG. 14 shows the structure of an apparatus for manufacturing a silicon-based structure according to the second embodiment. In the following, in principle, the description of the same contents as in the first embodiment will be omitted. The structure manufacturing apparatus according to the second embodiment includes a coating chamber 50, an organosilicon compound container 60, a water container 61 and the like in addition to the constituent elements of the structure manufacturing apparatus according to the first embodiment. A liquid organosilicon compound is contained in the organosilicon compound container 60. The organic silicon compound, for example, tridecafluoro-1,1,2,2, - tetramethyl-bi mud octyl trichlorosilane (C 8 F 13 H 4 SiCl 3), Ofuta decyl trichlorosilane (C 18 H 37 SiCl 3), etc. Can be used. Water (H 2 O) is contained in the water container 61. A third pressure gauge 51 is connected to the coating chamber 50. The coating chamber 50 has a first
The second vacuum gauge 52 is connected via the 1-valve 53. A nitrogen gas introducing unit 94 is connected to the coating chamber 50 via a twelfth valve 54.

【0088】コーティング室50は、第13バルブ62
を介して有機ケイ素化合物容器60と接続されている。
コーティング室50は、第14バルブ63を介して水容
器61と接続されている。コーティング室50は、第1
5バルブ45を介してターボ分子ポンプ40と接続され
ている。コーティング室50は、スロットルバルブ92
と第16バルブ46を介してドライポンプ42と接続さ
れている。制御部502は、上記した各バルブ45、4
6、53、54、62〜63、91や第3圧力計51、
第2真空計52等にも電気的に接続されている。制御部
502は、これらの各部の動作を監視したり、制御する
機能を有する。
The coating chamber 50 includes a thirteenth valve 62.
It is connected to the organic silicon compound container 60 via.
The coating chamber 50 is connected to the water container 61 via the fourteenth valve 63. The coating chamber 50 is the first
The turbo molecular pump 40 is connected via a 5-valve 45. The coating chamber 50 has a throttle valve 92.
And the dry pump 42 via the sixteenth valve 46. The control unit 502 includes the valves 45 and 4 described above.
6, 53, 54, 62 to 63, 91 and the third pressure gauge 51,
It is also electrically connected to the second vacuum gauge 52 and the like. The control unit 502 has a function of monitoring and controlling the operation of each of these units.

【0089】第2実施例の構造体製造装置は、第1実施
例の構造体製造装置と同様の処理動作を行った後、以下
の処理動作を行う。まず、第12バルブ54を開き、窒
素ガス導入部94から窒素ガスをコーティング室50に
供給し、コーティング室50内を大気圧にする。その
後、エッチング反応室10からコーティング室50に試
料を移動し、試料をコーティング室50の試料テーブル
上に固定する。この試料は、具体的には、ドライエッチ
ングを終了した図6に示すようなシリコンビーム及びマ
ス構造Aを有する状態の試料である。あるいは、ドライ
エッチングを終了した図12に示すようなエッチング孔
218が封止される前の状態の試料である。コーティン
グ室50内は、図2に示すエッチング反応室10内の構
成とほぼ同様の構成となっている。
The structure manufacturing apparatus of the second embodiment performs the same processing operation as that of the structure manufacturing apparatus of the first embodiment, and then performs the following processing operation. First, the twelfth valve 54 is opened, and nitrogen gas is supplied from the nitrogen gas introducing portion 94 to the coating chamber 50 to bring the inside of the coating chamber 50 to atmospheric pressure. Then, the sample is moved from the etching reaction chamber 10 to the coating chamber 50, and the sample is fixed on the sample table in the coating chamber 50. Specifically, this sample is a sample having a silicon beam and a mass structure A as shown in FIG. Alternatively, the sample is in a state before the etching hole 218 as shown in FIG. The inside of the coating chamber 50 has almost the same structure as the inside of the etching reaction chamber 10 shown in FIG.

【0090】次に、第12バルブ54を閉じ、第14バ
ルブ63を開き、水容器61内の水を蒸発させて、コー
ティング室50内に導入し、構造体の表面を水蒸気にさ
らす。次に、第13バルブ62を開き、有機ケイ素化合
物容器60内の有機ケイ素化合物を蒸発させ、コーティ
ング室50内に導入し、構造体の表面を有機ケイ素化合
物のガスにさらす。これにより、構造体の表面は水蒸気
と有機ケイ素化合物の混合ガスにさらされることにな
る。この結果、構造体の表面は、水酸基と有機ケイ素化
合物の反応基との縮合反応によって撥水性コーティング
される。以上で説明した撥水性コーティング処理の詳細
は、本発明者らによって創作された特開平11−288
929号公報に記載されている。
Next, the twelfth valve 54 is closed, the fourteenth valve 63 is opened, the water in the water container 61 is evaporated and introduced into the coating chamber 50, and the surface of the structure is exposed to water vapor. Next, the thirteenth valve 62 is opened, the organosilicon compound in the organosilicon compound container 60 is evaporated and introduced into the coating chamber 50, and the surface of the structure is exposed to the organosilicon compound gas. As a result, the surface of the structure is exposed to the mixed gas of water vapor and the organosilicon compound. As a result, the surface of the structure is water-repellently coated by the condensation reaction between the hydroxyl group and the reactive group of the organosilicon compound. The details of the water-repellent coating treatment described above are created by the present inventors in JP-A-11-288.
No. 929 publication.

【0091】第2実施例の構造体製造装置によると、第
1実施例の説明で記載した効果に加えて、シリコン系構
造体の使用時のスティッキング現象の発生をより有効に
抑制できるという効果が得られる。この構造体製造装置
によると、シリコン系構造体の表面に、撥水性の膜をコ
ーティングできる。よって、シリコン系構造体の撥水性
を向上させることができる。このため、例えば結露し易
いような環境で構造体を使用している場合であっても、
構造体に液が付着してその液の表面張力によってスティ
ッキング現象が発生することを抑制できる。従って、使
用時の故障品の発生を減少させることができる。
According to the structure manufacturing apparatus of the second embodiment, in addition to the effects described in the description of the first embodiment, it is possible to more effectively suppress the occurrence of the sticking phenomenon when the silicon-based structure is used. can get. According to this structure manufacturing apparatus, the surface of the silicon-based structure can be coated with a water-repellent film. Therefore, the water repellency of the silicon-based structure can be improved. Therefore, for example, even when using the structure in an environment where dew condensation is likely to occur,
It is possible to prevent liquid from adhering to the structure and causing the sticking phenomenon due to the surface tension of the liquid. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of defective products during use.

【0092】(第3実施例) 図15は、第3実施例のシリコン系構造体の製造装置の
構成を示す。以下では、第1及び第2実施例の同様の内
容については原則として説明を省略する。第3実施例の
構造体製造装置は、第2実施例の構造体製造装置が有す
る構成要素に加えて、予備室70と、第1及び第2連結
部75、76と、第1及び第2開閉手段98、99と、
試料搬送手段96等を備えている。第1連結部75は、
エッチング反応室10と予備室70の間を外気から遮断
して連結する。第2連結部76は、予備室70とコーテ
ィング室50の間を外気から遮断して連結する。第1開
閉手段98は、エッチング反応室10と予備室70の間
を開状態と閉状態に切換可能である。第2開閉手段99
は、予備室70とコーティング室50の間を開状態と閉
状態に切換可能である。
(Third Embodiment) FIG. 15 shows the structure of a silicon-based structure manufacturing apparatus of the third embodiment. Below, in principle, the description of the same contents as in the first and second embodiments will be omitted. The structure manufacturing apparatus according to the third embodiment includes, in addition to the constituent elements of the structure manufacturing apparatus according to the second embodiment, a preliminary chamber 70, first and second connecting portions 75 and 76, and first and second. Opening and closing means 98, 99,
The sample transport means 96 and the like are provided. The first connecting portion 75 is
The etching reaction chamber 10 and the preliminary chamber 70 are connected to each other by blocking them from the outside air. The second connection part 76 connects the preliminary chamber 70 and the coating chamber 50 by blocking them from the outside air. The first opening / closing means 98 can switch between the etching reaction chamber 10 and the preliminary chamber 70 between an open state and a closed state. Second opening / closing means 99
Can switch between the preliminary chamber 70 and the coating chamber 50 between an open state and a closed state.

【0093】試料搬送手段96は、エッチング反応室1
0と予備室70の間、及び、予備室70とコーティング
室50の間で試料を搬送可能である。予備室70には、
第4圧力計71が接続されている。予備室70には、第
17バルブ73を介して第3真空計72が接続されてい
る。予備室70には、第18バルブ74を介して窒素ガ
ス導入部95が接続されている。予備室70は、第19
バルブ47を介してターボ分子ポンプ40と接続されて
いる。予備室70は、第20バルブ48を介してドライ
ポンプ42と接続されている。
The sample carrying means 96 is the etching reaction chamber 1
It is possible to transfer the sample between 0 and the preliminary chamber 70 and between the preliminary chamber 70 and the coating chamber 50. In the spare room 70,
The fourth pressure gauge 71 is connected. A third vacuum gauge 72 is connected to the preliminary chamber 70 via a seventeenth valve 73. A nitrogen gas introducing portion 95 is connected to the preliminary chamber 70 via an eighteenth valve 74. The spare room 70 is the 19th
The turbo molecular pump 40 is connected via a valve 47. The preliminary chamber 70 is connected to the dry pump 42 via the twentieth valve 48.

【0094】第3実施例の構造体製造装置は、第1実施
例の構造体製造装置と同様の処理動作を行った後、以下
の処理動作を行う。まず、第19バルブ47を開き、タ
ーボ分子ポンプ40とロータリーポンプ41で予備室7
0内を真空排気する。予備室70内の圧力を第4圧力計
71で監視し、所定の圧力に到達したら試料搬送手段9
6によって試料をエッチング反応室10から第1連結部
75を通じて予備室70に移動させる。所定時間後、試
料搬送手段96によって試料を予備室70から第2連結
部75を通じてコーティング室50に移動させる。その
後、図14に示す第2実施例の構造体製造装置の処理動
作で説明したような処理動作を行う。
The structure manufacturing apparatus of the third embodiment performs the same processing operation as that of the structure manufacturing apparatus of the first embodiment, and then performs the following processing operations. First, the nineteenth valve 47 is opened, and the turbo molecular pump 40 and the rotary pump 41 are used to operate the auxiliary chamber 7.
The inside of 0 is evacuated. The pressure in the preliminary chamber 70 is monitored by the fourth pressure gauge 71, and when a predetermined pressure is reached, the sample transfer means 9
The sample is moved from the etching reaction chamber 10 to the preparatory chamber 70 through the first connecting part 75 according to 6. After a predetermined time, the sample transfer means 96 moves the sample from the preliminary chamber 70 to the coating chamber 50 through the second connecting portion 75. Then, the processing operation described in the processing operation of the structure manufacturing apparatus of the second embodiment shown in FIG. 14 is performed.

【0095】第3実施例の構造体製造装置によると、第
1及び第2実施例の説明で記載した効果に加えて、エッ
チング反応室10でのドライエッチングが終了した後の
構造体を、外気にさらすことなくコーティング室50に
搬送することができ、構造体の酸化等を防止できるとい
う効果が得られる。また、予備室70を備えているの
で、エッチング反応室10とコーティング室50の間で
の構造体の受け渡しがより行い易い。
According to the structure manufacturing apparatus of the third embodiment, in addition to the effects described in the description of the first and second embodiments, the structure after the dry etching in the etching reaction chamber 10 is completed is exposed to the outside air. It can be transferred to the coating chamber 50 without being exposed to water, and the effect of preventing oxidation of the structure and the like can be obtained. Further, since the preliminary chamber 70 is provided, it is easier to transfer the structure between the etching reaction chamber 10 and the coating chamber 50.

【0096】以上、本発明の具体例を詳細に説明した
が、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定する
ものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上
に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれ
る。上記実施例では、図6に示すマス及びビーム構造A
を有する中空シリコン系構造体と、図13に示すダイア
フラム構造Bを有する中空シリコン系構造体の製造方法
を例にして説明したが、これらの構造体は上記実施例の
構造体製造装置で製造できる構造体のほんの一例に過ぎ
ない。本発明を具現化したシリコン系材料の加工装置
や、シリコン系構造体の製造装置や、その製造方法は、
少なくとも製造中にシリコンと酸化シリコンを含む様々
な構造体の製造に適するものである。また、上記実施例
で使用した二フッ化キセノン(XeF)ガス以外で
は、三フッ化臭素(BrF)ガスを使用することが好
ましい。また、上記実施例で使用したメチルアルコール
(CHOH)とフッ化水素(HF)の混合ガス以外で
は、水蒸気(HO)とフッ化水素(HF)の混合ガス
を使用することが好ましい。また、メチルアルコールと
水蒸気の他にも、フッ化水素(HF)と混合すること
で、HFが生成されるようなガスを使用することも好
ましい。上記したガス以外であっても、特許請求の範囲
に記載の要件を満たすガスであれば、そのガスを用いて
もよいのは勿論である。
Specific examples of the present invention have been described above in detail, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. In the above embodiment, the mass and beam structure A shown in FIG.
The method for manufacturing the hollow silicon-based structure having the structure and the hollow silicon-based structure having the diaphragm structure B shown in FIG. 13 has been described as an example, but these structures can be manufactured by the structure manufacturing apparatus of the above embodiment. It is just one example of a structure. A silicon-based material processing apparatus embodying the present invention, a silicon-based structure manufacturing apparatus, and a manufacturing method thereof are
It is suitable for manufacturing various structures containing at least silicon and silicon oxide during manufacturing. In addition to the xenon difluoride (XeF 2 ) gas used in the above examples, bromine trifluoride (BrF 3 ) gas is preferably used. In addition to the mixed gas of methyl alcohol (CH 3 OH) and hydrogen fluoride (HF) used in the above examples, it is preferable to use a mixed gas of water vapor (H 2 O) and hydrogen fluoride (HF). . In addition to methyl alcohol and water vapor, it is also preferable to use a gas that produces HF 2 by mixing with hydrogen fluoride (HF). Of course, other than the above-mentioned gases, any gas may be used as long as it satisfies the requirements of the claims.

【0097】また、例えば、メチルアルコール容器31
内で突沸したメチルアルコールの溶液が配管内で詰まる
ことを防止するためには、図3の構成に代えて、以下の
ような態様で実施することができる。 (第1変形例) 図16に示すように、配管とエッチング反応室10にコ
ードヒータ86を取付け、配管とエッチング反応室10
を加熱することで、突沸によりメチルアルコール容器3
1から配管に進入した液体を気化するようにしてもよ
い。 (第2変形例) 図17に示すように、メチルアルコール容器31とフィ
ルタ84の間にリザーバタンク87を設け、リザーバタ
ンク87で完全に気化させてから、その気化させたガス
をエッチング反応室10へ供給するようにしてもよい。 (第3変形例) 図18に示すように、メチルアルコール容器31の手前
に補充容器88と制御弁89を設け、メチルアルコール
容器31での液体の蒸発速度に合わせて、補充容器88
から供給する原料の流量を制御弁89で調整してもよ
い。 (第4変形例) 図19に示すように、メチルアルコール容器31内の溶
液にスポンジあるいは繊維90等を浸し、液面が波立た
ないようにしてドライポンプ42で真空排気したときの
突沸を防止してもよい。
Further, for example, a methyl alcohol container 31
In order to prevent the solution of methyl alcohol that has been bumped inside from clogging the inside of the pipe, it can be carried out in the following manner instead of the configuration of FIG. (First Modification) As shown in FIG. 16, the cord heater 86 is attached to the pipe and the etching reaction chamber 10, and the pipe and the etching reaction chamber 10 are attached.
Methyl alcohol container 3 due to bumping by heating
The liquid that has entered the pipe from 1 may be vaporized. (Second Modification) As shown in FIG. 17, a reservoir tank 87 is provided between the methyl alcohol container 31 and the filter 84, and after the reservoir tank 87 is completely vaporized, the vaporized gas is etched. May be supplied to. (Third Modification) As shown in FIG. 18, a replenishment container 88 and a control valve 89 are provided in front of the methyl alcohol container 31, and the replenishment container 88 is adjusted according to the evaporation rate of the liquid in the methyl alcohol container 31.
The flow rate of the raw material supplied from the control valve 89 may be adjusted. (Fourth Modification) As shown in FIG. 19, bumping is prevented when the sponge or the fiber 90 is soaked in the solution in the methyl alcohol container 31 so that the liquid surface does not become wavy and is evacuated by the dry pump 42. You may.

【0098】また、本明細書または図面に説明した技術
要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有
用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せ
に限定されるものではない。また、本明細書または図面
に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであ
り、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的
有用性を持つものである。
Further, the technical elements described in the present specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technique illustrated in the present specification or the drawings can simultaneously achieve a plurality of objects, and achieving the one object among them has technical utility.

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

【図1】 第1実施例のシリコン系構造体の製造装置の
構成を示す。
FIG. 1 shows the configuration of a silicon-based structure manufacturing apparatus according to a first embodiment.

【図2】 第1実施例のシリコン系構造体の製造装置の
エッチング反応室の構成を示す。
FIG. 2 shows the configuration of an etching reaction chamber of the silicon-based structure manufacturing apparatus of the first embodiment.

【図3】 第1実施例のシリコン系構造体の製造装置の
メチルアルコール容器とドライポンプ間の構成を示す。
FIG. 3 shows a configuration between a methyl alcohol container and a dry pump of the silicon-based structure manufacturing apparatus of the first embodiment.

【図4】 第1実施例のシリコン系構造体の製造装置と
その他のシリコン系材料の加工技術を利用した第1のシ
リコン系構造体の製造工程の一部を示す(1)。
FIG. 4 shows a part of the manufacturing process of the first silicon-based structure using the silicon-based structure manufacturing apparatus of the first embodiment and another silicon-based material processing technique (1).

【図5】 同製造工程の一部を示す(2)。FIG. 5 shows a part of the manufacturing process (2).

【図6】 同製造工程の一部を示す(3)。FIG. 6 shows a part of the manufacturing process (3).

【図7】 第1実施例のシリコン系構造体の製造装置と
その他のシリコン系材料の加工技術を利用した第2のシ
リコン系構造体の製造工程の一部を示す(1)。
FIG. 7 shows a part of the manufacturing process of the second silicon-based structure using the silicon-based structure manufacturing apparatus of the first embodiment and the processing technique of other silicon-based materials (1).

【図8】 同製造工程の一部を示す(2)。FIG. 8 shows a part of the manufacturing process (2).

【図9】 同製造工程の一部を示す(3)。FIG. 9 shows a part of the manufacturing process (3).

【図10】 同製造工程の一部を示す(4)。FIG. 10 shows a part of the manufacturing process (4).

【図11】 同製造工程の一部を示す(5)。FIG. 11 shows a part of the manufacturing process (5).

【図12】 同製造工程の一部を示す(6)。FIG. 12 shows a part of the manufacturing process (6).

【図13】 同製造工程の一部を示す(7)。FIG. 13 shows a part of the manufacturing process (7).

【図14】 第2実施例のシリコン系構造体の製造装置
の構成を示す。
FIG. 14 shows a structure of a silicon-based structure manufacturing apparatus according to a second embodiment.

【図15】 第3実施例のシリコン系構造体の製造装置
の構成を示す。
FIG. 15 shows a structure of a silicon-based structure manufacturing apparatus of a third embodiment.

【図16】 メチルアルコール容器とドライポンプ間の
構成の第1変形例を示す。
FIG. 16 shows a first modification of the configuration between the methyl alcohol container and the dry pump.

【図17】 メチルアルコール容器とドライポンプ間の
構成の第2変形例を示す。
FIG. 17 shows a second modification of the configuration between the methyl alcohol container and the dry pump.

【図18】 メチルアルコール容器とドライポンプ間の
構成の第3変形例を示す。
FIG. 18 shows a third modification of the configuration between the methyl alcohol container and the dry pump.

【図19】 メチルアルコール容器とドライポンプ間の
構成の第4変形例を示す。
FIG. 19 shows a fourth modification of the configuration between the methyl alcohol container and the dry pump.

【図20】 従来の第1のシリコン系構造体の製造工程
の一部を示す(1)。
FIG. 20 shows a part of the manufacturing process of the conventional first silicon-based structure (1).

【図21】 同製造工程の一部を示す(2)。FIG. 21 shows a part of the manufacturing process (2).

【図22】 同製造工程の一部を示す(3)。FIG. 22 shows a part of the manufacturing process (3).

【図23】 従来の第2のシリコン系構造体の製造工程
の一部を示す(1)。
FIG. 23 shows a part of the manufacturing process of the conventional second silicon-based structure (1).

【図24】 同製造工程の一部を示す(2)。FIG. 24 shows a part of the manufacturing process (2).

【図25】 同製造工程の一部を示す(3)。FIG. 25 shows a part of the manufacturing process (3).

【図26】 同製造工程の一部を示す(4)。FIG. 26 shows a part of the manufacturing process (4).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10:エッチング反応室 20:二フッ化キセノン容器 21:昇華ガス貯蔵容器 23〜26、34、35:バルブ 30:フッ化水素容器 31:メチルアルコール容器 42:ドライポンプ 49:除害装置 502:制御部 10: Etching reaction chamber 20: Xenon difluoride container 21: Sublimation gas storage container 23-26, 34, 35: Valve 30: Hydrogen fluoride container 31: Methyl alcohol container 42: Dry pump 49: Harmful device 502: Control unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水野 隆教 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 (72)発明者 奥田 勝治 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 (72)発明者 松井 正行 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 (72)発明者 鈴木 泰彦 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 (56)参考文献 特開 平3−185715(JP,A) 特開 平10−209088(JP,A) 特開 平9−102490(JP,A) 特開 平11−17245(JP,A) 特開 平8−195381(JP,A) 特開 平11−274142(JP,A) 特開 昭59−224129(JP,A) 特開2001−15481(JP,A) 特開 平9−321025(JP,A) 特開 平9−162462(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B81C 1/00 H01L 21/302 201 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takanori Mizuno, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi, Japan 1-41 Yokomichi, Yokouchi Central Research Institute Co., Ltd. (72) Inventor, Katsuji Okuda, Aichi-gun, Nagakute-cho, Aichi-gun 1 of 41 Yorokodo, Toyota Central Research Institute Co., Ltd. (72) Inventor Masayuki Matsui, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi-gun, Nagatoji 1 of 41 Yokochi Central Research Institute, Ltd. (72) Inventor, Yasuhiko Suzuki Aichi-gun, Aichi Nagakute-machi, Oita, Nagaminate, Yokomichi 41-1, Toyota Central Research Institute Co., Ltd. (56) Reference JP-A-3-185715 (JP, A) JP-A-10-209088 (JP, A) JP-A-9-102490 ( JP, A) JP 11-17245 (JP, A) JP 8-195381 (JP, A) JP 11-274142 (JP, A) JP 59-224129 (JP, A) JP-A-2001-15481 (JP, A) JP-A-9-321025 (JP, A) JP-A-9-162462 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) B81C 1 / 00 H01L 21/302 201

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1ガス供給部と、第2ガス供給部と、
ガスエッチングを行うエッチング反応室と、選択連通手
段と、ガス排出手段を備え、 第1ガスは、シリコンをエッチングするガスであり、 第2ガスは、酸化シリコンをエッチングしてシリコンを
ほとんどエッチングしないガスであり、 選択連通手段は、エッチング反応室を第1ガス供給部と
第2ガス供給部のいずれかに選択的に連通させ、 ガス排出手段は、エッチング反応室内のガスを排出する
とともに、高速排出手段と低速排出手段を有することを
特徴とするシリコン系材料の加工装置。
1. A first gas supply unit, a second gas supply unit,
An etching reaction chamber for performing gas etching, a selective communication unit, and a gas discharge unit are provided. The first gas is a gas for etching silicon, and the second gas is a gas for etching silicon oxide and hardly etching silicon. The selective communication means selectively communicates the etching reaction chamber with either the first gas supply unit or the second gas supply unit, and the gas discharge unit discharges the gas in the etching reaction chamber and discharges at high speed. An apparatus for processing a silicon-based material, characterized by having a means and a low speed discharging means.
【請求項2】 第1ガス供給部と、第2ガス供給部と、
ガスエッチングを行うエッチング反応室と、選択連通手
段と、ガス排出手段を備え、 第1ガスは、酸化シリコンをエッチングして窒化シリコ
ンをほとんどエッチングしないガスであり、 第2ガスは、シリコンをエッチングして窒化シリコンを
ほとんどエッチングしないガスであり、 選択連通手段は、エッチング反応室を第1ガス供給部と
第2ガス供給部のいずれかに選択的に連通させ、 ガス排出手段は、エッチング反応室内のガスを排出する
とともに、高速排出手段と低速排出手段を有することを
特徴とするシリコン系材料の加工装置。
2. A first gas supply unit, a second gas supply unit,
An etching reaction chamber for performing gas etching, a selective communication unit, and a gas discharge unit are provided. The first gas is a gas that etches silicon oxide and hardly etches silicon nitride, and the second gas etches silicon. Is a gas that hardly etches silicon nitride, the selective communication means selectively communicates the etching reaction chamber with either the first gas supply part or the second gas supply part, and the gas discharge means is the gas discharge means in the etching reaction chamber. An apparatus for processing a silicon-based material, which has a high-speed discharging means and a low-speed discharging means while discharging gas.
【請求項3】 第1シリコン系材料上に第2シリコン系3. A second silicon-based material on a first silicon-based material
材料が形成され、第2シリコン系材料が第3シリコン系The material is formed and the second silicon-based material is the third silicon-based
材料で覆われた試料を加工して中空のシリコン系構造体Hollow silicon-based structure by processing sample covered with material
を製造する装置であって、A device for manufacturing 第1ガス供給部と、第2ガス供給部と、ガスエッチングFirst gas supply unit, second gas supply unit, and gas etching
を行うエッチング反応室と、選択連通手段と、ガス排出Etching reaction chamber, selective communication means, and gas discharge
手段を備え、Equipped with means, 第1ガスは、第2シリコン系材料の一部を露出させるガThe first gas is a gas that exposes part of the second silicon-based material.
スであり、Is 第2ガスは、第2シリコン系材料をエッチングして第1The second gas etches the second silicon-based material to remove the first gas.
及び第3シリコン系材And third silicon material 料をほとんどエッチングしないガGas that hardly etches
スであり、Is 選択連通手段は、エッチング反応室を第1ガス供給部とThe selective communication means connects the etching reaction chamber to the first gas supply unit.
第2ガス供給部のいずれかに選択的に連通させ、Selectively communicate with any of the second gas supply units, ガス排出手段は、エッチング反応室内のガスを排出するThe gas discharging means discharges the gas in the etching reaction chamber.
とともに、高速排出手段と低速排出手段を有することをAt the same time, have a high-speed discharging means and a low-speed discharging means.
特徴とするシリコン系構造体の製造装置。Characteristic silicon-based structure manufacturing equipment.
【請求項4】 第1ガス供給部と、第2ガス供給部と、
ガスエッチングを行うエッチング反応室と、選択連通手
段と、ガス排出手段と、有機ケイ素化合物を収容する容
器と、水を収容する容器と、ガス変換手段と、コーティ
ング室と、連結部と、開閉手段と、試料搬送手段を備
え、 第1ガスは、シリコンをエッチングするガスであり、 第2ガスは、酸化シリコンをエッチングしてシリコンを
ほとんどエッチングしないガスであり、 選択連通手段は、エッチング反応室を第1ガス供給部と
第2ガス供給部のいずれかに選択的に連通させ、 ガス排出手段は、エッチング反応室内のガスを排出し、 ガス変換手段は、有機ケイ素化合物の収容容器に収容さ
れた有機ケイ素化合物と水の収容容器に収容された水を
ガスに変換し、 コーティング室は、ガス変換手段で変換されるガスが導
入され、 連結部は、エッチング反応室とコーティング室の間を外
気から遮断して連結し、 開閉手段は、エッチング反応室とコーティング室の間を
開状態と閉状態に切換可能であり、 試料搬送手段は、エッチング反応室とコーティング室の
間で試料を搬送可能であることを特徴とするシリコン系
材料の加工装置。
4. A first gas supply unit, a second gas supply unit,
An etching reaction chamber for performing gas etching, a selective communication unit, a gas discharge unit, a container containing an organosilicon compound, a container containing water, a gas conversion unit, a coating chamber, a connecting portion, and an opening / closing unit. And a sample transfer means, the first gas is a gas for etching silicon, the second gas is a gas for etching silicon oxide and hardly etching silicon, and the selective communication means is for etching the etching reaction chamber. The first gas supply section and the second gas supply section are selectively communicated with each other, the gas discharge means discharges the gas in the etching reaction chamber, and the gas conversion means is contained in the container of the organosilicon compound. The water stored in the container for storing the organosilicon compound and water is converted into a gas, the gas converted by the gas conversion means is introduced into the coating chamber, and the connecting portion is The etching reaction chamber and the coating chamber are connected to each other by shutting them off from the outside air, the opening / closing means can switch between the etching reaction chamber and the coating chamber between an open state and a closed state, and the sample transfer means is connected to the etching reaction chamber. A silicon-based material processing apparatus, which is capable of transporting a sample between coating chambers.
【請求項5】 第1ガス供給部と、第2ガス供給部と、
ガスエッチングを行うエッチング反応室と、選択連通手
段と、ガス排出手段と、有機ケイ素化合物を収容する容
器と、水を収容する容器と、ガス変換手段と、コーティ
ング室と、連結部と、開閉手段と、試料搬送手段を備
え、 第1ガスは、酸化シリコンをエッチングして窒化シリコ
ンをほとんどエッチングしないガスであり、 第2ガスは、シリコンをエッチングして窒化シリコンを
ほとんどエッチングしないガスであり、 選択連通手段は、エッチング反応室を第1ガス供給部と
第2ガス供給部のいずれかに選択的に連通させ、 ガス排出手段は、エッチング反応室内のガスを排出し、 ガス変換手段は、有機ケイ素化合物の収容容器の有機ケ
イ素化合物と水の収容容器の水をガスに変換し、 コーティング室は、ガス変換手段で変換されるガスが導
入され、 連結部は、エッチング反応室とコーティング室の間を外
気から遮断して連結し、 開閉手段は、エッチング反応室とコーティング室の間を
開状態と閉状態に切換可能であり、 試料搬送手段は、エッチング反応室とコーティング室の
間で試料を搬送可能であることを特徴とするシリコン系
材料の加工装置。
5. A first gas supply unit, a second gas supply unit,
An etching reaction chamber for performing gas etching, a selective communication unit, a gas discharge unit, a container containing an organosilicon compound, a container containing water, a gas conversion unit, a coating chamber, a connecting portion, and an opening / closing unit. And a sample transfer means, the first gas is a gas that etches silicon oxide and hardly etches silicon nitride, and the second gas is a gas that etches silicon and barely etches silicon nitride. The communication means selectively communicates the etching reaction chamber with either the first gas supply unit or the second gas supply unit, the gas discharge unit discharges the gas in the etching reaction chamber, and the gas conversion unit uses the organosilicon. Converts the water in the storage container for the organosilicon compound and water in the storage container for the compound into a gas, and the coating chamber uses the gas converted by the gas conversion means. Introduced, the connection part connects the etching reaction chamber and the coating chamber by blocking them from the outside air, and the opening / closing means can switch the etching reaction chamber and the coating chamber between the open state and the closed state. The means is capable of transporting a sample between the etching reaction chamber and the coating chamber, and is a silicon-based material processing apparatus.
【請求項6】 第1シリコン系材料上に第2シリコン系6. A second silicon-based material on a first silicon-based material
材料が形成され、第2シリコン系材料が第3シリコン系The material is formed and the second silicon-based material is the third silicon-based
材料で覆われた試料を加工して中空のシリコン系構造体Hollow silicon-based structure by processing sample covered with material
を製造する装置であって、A device for manufacturing 第1ガス供給部と、第2ガス供給部と、ガスエッチングFirst gas supply unit, second gas supply unit, and gas etching
を行うエッチング反応室と、選択連通手段と、ガス排出Etching reaction chamber, selective communication means, and gas discharge
手段と、有機ケイ素化合物を収容する容器と、水を収容Means, container for containing organosilicon compound, and water
する容器と、ガス変換手段と、コーティング室と、連結Connecting container, gas conversion means, coating chamber
部と、開閉手段と、試料搬送手段を備え、A part, an opening / closing means, and a sample transfer means, 第1ガスは、第2シリコン系材料の一部を露出させるガThe first gas is a gas that exposes part of the second silicon-based material.
スであり、Is 第2ガスは、第2シリコン系材料をエッチングして第1The second gas etches the second silicon-based material to remove the first gas.
及び第3シリコン系材料をほとんどエッチングしないガAnd a gas that hardly etches the third silicon-based material
スであり、Is 選択連通手段は、エッチング反応室を第1ガス供給部とThe selective communication means connects the etching reaction chamber to the first gas supply unit.
第2ガス供給部のいずれかに選択的に連通させ、Selectively communicate with any of the second gas supply units, ガス排出手段は、エッチング反応室内のガスを排出し、The gas discharge means discharges the gas in the etching reaction chamber, ガス変換手段は、有機ケイ素化合物の収容容器の有機ケThe gas conversion means is an organic container in the container for the organosilicon compound.
イ素化合物と水の収容Storage of iodine compounds and water 容器の水をガスに変換し、Converts the water in the container into gas, コーティング室は、ガス変換手段で変換されるガスが導The gas converted by the gas conversion means is introduced into the coating chamber.
入され、Entered, 連結部は、エッチング反応室とコーティング室の間を外The connecting part is located between the etching reaction chamber and the coating chamber.
気から遮断して連結し、Cut off from the air and connect, 開閉手段は、エッチング反応室とコーティング室の間をThe opening / closing means connects between the etching reaction chamber and the coating chamber.
開状態と閉状態に切換可能であり、Can be switched between open and closed states, 試料搬送手段は、エッチング反応室とコーティング室のThe sample transfer means consists of an etching reaction chamber and a coating chamber.
間で試料を搬送可能であることを特徴とするシリコン系Silicon system characterized by being able to transfer samples between
構造体の製造装置。Structure manufacturing equipment.
【請求項7】 予備室をさらに備え、 連結部は、エッチング反応室と予備室、及び、予備室と
コーティング室の間を外気から遮断して連結し、 開閉手段は、エッチング反応室と予備室の間、及び、予
備室とコーティング室の間を開状態と閉状態に切換可能
であり、 試料搬送手段は、エッチング反応室と予備室の間、及
び、予備室とコーティング室の間で試料を搬送可能であ
ることを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載の装
置。
7. The preparatory chamber is further provided, and the connecting part connects the etching reaction chamber and the preparatory chamber and the preparatory chamber and the coating chamber by blocking them from the outside air, and the opening / closing means is the etching reaction chamber and the preparatory chamber. And between the preparatory chamber and the coating chamber can be switched between an open state and a closed state, and the sample transfer means transfers the sample between the etching reaction chamber and the preparatory chamber and between the preparatory chamber and the coating chamber. The device according to any one of claims 4 to 6, which is transportable.
【請求項8】 第1シリコン系材料上に第2シリコン系
材料を形成する工程と、 その第2シリコン系材料を覆うように第3シリコン系材
料を形成する工程と、以上の工程を経ることで得られた試料の表面にアルミニ
ウム系材料を形成する工程と、 以上の工程を経ることで得られた表面にアルミニウム系
材料が露出する試料をエッチング反応室に収容する工程
と、 そのエッチング反応室に第1ガスを供給して局所的にガ
スエッチングしてアルミニウム系材料をほとんどエッチ
ングすることなく第2シリコン系材料の一部を露出させ
る工程と、 そのエッチング反応室から第1ガスを排出する工程と、 第1ガスが排出された後のエッチング反応室に、第2シ
リコン系材料をエッチングして第1及び第3シリコン系
材料とアルミニウム系材料をほとんどエッチングしない
第2ガスを供給して第2シリコン系材料をガスエッチン
グする工程を有することを特徴とするシリコン系構造体
の製造方法。
8. A second silicon-based material on a first silicon-based material
Forming the material, A third silicon material so as to cover the second silicon material.
Forming a charge,The aluminum sample was applied to the surface of the sample obtained through the above steps.
A step of forming a um-based material, Obtained by going through the above stepsAluminum on the surface
Material exposedStep of storing sample in etching reaction chamber
When, The first gas is supplied to the etching reaction chamber to locally gas.
SwetchAlmost etches aluminum materials
WithoutExpose a portion of the second silicon-based material
Process, Discharging a first gas from the etching reaction chamber, After the first gas is discharged, the second reaction chamber is placed in the second reaction chamber.
Etching a recon material to produce first and third silicon materials
materialAnd aluminum-based materialsHardly etches
Gas etching of the second silicon-based material by supplying the second gas
A silicon-based structure characterized by having a step of
Manufacturing method.
【請求項9】 第1シリコン系材料上に第2シリコン系
材料を形成する工程と、 その第2シリコン系材料を覆うように第3シリコン系材
料を形成する工程と、 以上の工程を経ることで得られた試料をエッチング反応
室に収容する工程と、 そのエッチング反応室に第1ガスを供給して局所的にガ
スエッチングして第2シリコン系材料の一部を露出させ
る工程と、 そのエッチング反応室から第1ガスを排出する工程と、 第1ガスが排出された後のエッチング反応室に、第2シ
リコン系材料をエッチングして第1及び第3シリコン系
材料をほとんどエッチングしない第2ガスを供給して第
2シリコン系材料をガスエッチングする工程と、 以上の工程を経ることで得られた試料を水蒸気と有機ケ
イ素化合物の混合ガスにさらす工程 を有することを特徴
とするシリコン系構造体の製造方法。
9. A step of forming a second silicon-based material on the first silicon-based material, a step of forming a third silicon-based material so as to cover the second silicon-based material, and the above steps. A step of accommodating the sample obtained in step 1 into an etching reaction chamber, a step of supplying a first gas to the etching reaction chamber to locally perform gas etching to expose a part of the second silicon-based material, and the etching A step of discharging the first gas from the reaction chamber, and a second gas that etches the second silicon-based material and hardly etches the first and third silicon-based materials into the etching reaction chamber after the first gas is discharged. Gas for etching the second silicon-based material by supplying the gas , and the sample obtained through the above steps is treated with water vapor and an organic solvent.
A method for manufacturing a silicon-based structure, comprising a step of exposing to a mixed gas of an iodine compound .
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